年產(chǎn)5000噸硬質(zhì)PVC管材車間設(shè)計

1、目 錄摘 要IAbstractII前言1第一章 概 述21.1 聚氯乙烯管材的特點21.2 聚氯乙烯的主要用途及產(chǎn)業(yè)鏈31.3 硬質(zhì)聚氯乙烯管材的主要市場41.3.1 建筑用聚氯乙烯管材市場41.3.2 農(nóng)用聚氯乙烯管材市場41.4聚氯乙烯管材的生產(chǎn)方法51.5 生產(chǎn)工藝流程概述51.6原料配方的確定61.7 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)6第2章 硬PVC管生產(chǎn)車間物料平衡計算82.1 計算基準的選取82.2 物料衡算8第3章 設(shè)備選型和臺數(shù)計算123.1 定型設(shè)備的選型及計算123.1.1 擠出機及輔機的確定和計算123.1.2 擠出造粒機的選取和計算133.1.3 高速混合機的選取和計算143.1.4 冷

2、混機的選取和計算143.1.5 破碎機的選取和計算153.1.6 自動配料秤和流量計的選取和計算163.2 氣力輸送計算及選取173.2.1 輸送粉料鼓風(fēng)機的計算與選取173.2.2 旋風(fēng)分離器的計算與選取203.3 非定型設(shè)備的計算及選取203.3.1 貯罐的選取203.3.2 貨梯的選取213.3.3 除塵器的選取213.3.4 旋轉(zhuǎn)加料器的選取223.3.5 振動篩的選取233.3.6 縫包機的選取23第4章 能量衡算244.1 電能的消耗244.2 水量的消耗244.3 煤的消耗25第5章 車間布置設(shè)計265.1 車間設(shè)計的目的和重要性265.2 車間布置設(shè)計的依據(jù)與原則265.2.1

3、 車間布置設(shè)計的依據(jù)265.2.2 車間布置設(shè)計的原則265.3 車間布置設(shè)計275.3.1 車間布置設(shè)計的基本條件275.3.2 車間的整體布置和輪廓設(shè)計275.4 設(shè)備的布置28總結(jié)30參考文獻31摘 要本設(shè)計是年產(chǎn)5000噸硬質(zhì)聚氯乙烯管材生產(chǎn)工藝初步設(shè)計。本文綜述了硬質(zhì)PVC型材的特點及發(fā)展現(xiàn)狀與前景并從聚氯乙烯管材生產(chǎn)工藝著手，選擇普遍使用的雙螺桿擠出成型的成型方法生產(chǎn)聚氯乙烯管材，通過配方選擇、物料衡算、熱量衡算、設(shè)備選型、工藝參數(shù)控制等過程對整個工藝流程作了較為詳盡的闡述。另外指出硬質(zhì)PVC管材成熟的生產(chǎn)工藝路線，并從低成本、高性能、功能應(yīng)用等各方面考慮設(shè)計了較為合理的硬質(zhì)PVC

4、管材生產(chǎn)配方和留有發(fā)展?jié)摿Φ纳a(chǎn)設(shè)備，計算其生產(chǎn)車間所需的各種生產(chǎn)設(shè)備和總投資成本，繪制出工藝流程圖和生產(chǎn)車間設(shè)備平面布置圖，對實際投資建設(shè)硬質(zhì)PVC管材產(chǎn)車間的各個方面具有積極的指導(dǎo)作用。關(guān)鍵詞：硬質(zhì)PVC；管材；物料衡算；生產(chǎn)車間；工藝設(shè)計AbstractThis design is the annual output of 3000 tons of rigid polyvinyl chloride (PVC) production process design. This paper reviews the characteristics and development present

5、situation and prospect of rigid PVC profiles and begin from PVC pipe production technology, choose the commonly used double screw extrusion molding method for the production of PVC pipe, through the formulation selection, material balance, heat balance, equipment selection, process parameter control

6、 and so on process of the whole process in details in this paper. Also points out that the rigid PVC pipe mature production technology, and the low cost, high performance, function, application and so on various aspects to consider design a more reasonable formula of the rigid PVC pipe production an

7、d production equipment, with the development potential of calculating the variety of production equipment for the production workshop and total cost of investment, to draw a process flow diagram and workshop equipment layout, construction of actual investment all aspects of the rigid PVC pipe produc

8、tion workshop has a positive guiding role.KEY WORDS: hard PVC; Steel tubes; The production workshop; Process designI前言中國聚氯乙烯工業(yè)自1958年正式投產(chǎn)以來,經(jīng)過30多年的發(fā)展已成為我國塑料產(chǎn)品中生產(chǎn)能力最大的一個行業(yè),產(chǎn)量僅次于聚乙烯,在國內(nèi)居第2位。1997年,全國聚氯乙烯生產(chǎn)能力達193萬t,樹脂產(chǎn)量150萬t,制品產(chǎn)量約22O萬t,其中管材產(chǎn)量約25萬t,占制品總產(chǎn)量的4.4%,與國外發(fā)達國家相比,無論產(chǎn)量和消費量都很低。在發(fā)達國家,聚氛乙烯產(chǎn)品以硬制品為主,管材管件

9、是硬制品的主要產(chǎn)品,消費聚氯乙烯量占樹脂總消費量的32%,而我們國家聚氯乙烯產(chǎn)品多年來一直以軟制品為主,沒有很好地開發(fā)硬制品市場,尤其硬質(zhì)聚氯乙烯管材管件發(fā)展緩慢,有大量的市場尚未開發(fā)。發(fā)展聚氯乙烯管材與使用鋼鐵和其它金屬管相比有許多優(yōu)越性：聚氯乙烯產(chǎn)品消耗能源最少,生產(chǎn)成本最低;聚氯乙烯材料密度小,一般在1.3左右;聚氯乙烯管材還具有極好的耐腐蝕性,在空氣中暴露使用壽命可達50年,埋在地下可長期使用。所以說,聚氯乙烯管材與金屬管材和其它合成材料管材相比在許多方面有較強的競爭能力。據(jù)悉,在美國,聚氯乙烯管材的消費量已占美國塑料管材總消費量的80%。我國南北方廣大地區(qū)也開始大量使用聚氯乙烯管材,

10、但從我國建筑、農(nóng)業(yè)市場應(yīng)用水平來看,還有不少差距,生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品品種和質(zhì)量還有望進一步改進。聚氯乙烯管材、管件是重要的硬質(zhì)聚氯乙烯制品,當(dāng)今世界聚氯乙烯樹脂生產(chǎn)中約有32%用于生產(chǎn)管材,其中美國的消費量最大,年消費量達(180210)萬t,約占美國聚氯乙烯樹脂總消費量的30%37%,西歐占28%34%,日本占26%左右。我國聚氯乙烯管材市場正處于上升階段,巨大的市場容量和較低的準入門檻,使聚氯乙烯管材在過去的幾年中,一直是國內(nèi)各方投資的熱點項目。在目前的投資熱潮中,我們應(yīng)該清醒地看到,我國聚氯乙烯管材生產(chǎn)企業(yè)在研發(fā)、清潔生產(chǎn)、規(guī)模經(jīng)濟和成本控制方面存在的問題。目前,我國聚氯乙烯管材廠商的產(chǎn)品品

11、種還比較單一。由于投資盲目,研發(fā)不足,導(dǎo)致市場上低端產(chǎn)品產(chǎn)能相對過剩,競爭激烈。與先進國家相比,我國聚氯乙烯管材的生產(chǎn)與應(yīng)用,還有很多空白領(lǐng)域,必須加大新產(chǎn)品的開發(fā)力度?？傊?增強研發(fā)實力,形成規(guī)模經(jīng)濟和清潔生產(chǎn)是今后聚氯乙烯管材業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然之路。隨著聚氯乙烯管材業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的進一步拓展和產(chǎn)品質(zhì)量的提高,必定會拉動聚氯乙烯產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。第1章 概 述聚氯乙烯（PVC）是目前產(chǎn)量僅次于聚乙烯的第二大通用塑料，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。其中PVC硬質(zhì)制品（PVC-U）占其總量的60%，且正朝著高韌性高強度的新領(lǐng)域發(fā)展。PVC-U管材廣泛應(yīng)用于給水、建筑排水、排污、化工等領(lǐng)域，是PVC-U制品中重

12、要的種類，也是塑料管道中使用最廣泛的產(chǎn)品之一。1.1 聚氯乙烯管材的特點與鋼、鐵、混凝土、陶瓷管相比，聚氯乙烯管材具有如下優(yōu)點1：重量輕，硬質(zhì)聚氯乙烯管的相對密度為1.43，僅為同尺寸鋼重量的1/6，1 t塑料管可代替1013 t鑄鐵管，運輸安裝容易。耐腐蝕性能好。電絕緣性能好，其體積電阻約為1×10 3×10 n.cm，擊穿電壓達2328 Kv/mm。摩擦阻力小。管內(nèi)流體速度比鋼管高30左右，且結(jié)垢少，不生銹，長期運輸水和其他流體，流率和流量均能保持不變；而鐵管會生銹、結(jié)垢，使用數(shù)年后管內(nèi)流率和流量均要減少。導(dǎo)熱系數(shù)小，耐候性較好，隔熱性能好。著色方便,不需油漆,且容易制

13、成各種標(biāo)識顏色的管材，生產(chǎn)中能耗低，僅為鑄鐵管的18.3 。聚氯乙烯管材存在以下缺點:強度較低,受壓能力較差。使用溫度范圍窄,一般在零下幾度到50之間。膨脹系數(shù)大,是鋼鐵管的7倍,隨溫度膨脹和收縮變化較大,剛性較低,安裝時,應(yīng)多加支點。當(dāng)制造聚氯乙烯管材的樹脂中氯乙烯單體含量及某些穩(wěn)定劑如鉛鹽、鎘鹽等物質(zhì)超標(biāo)時,會危及環(huán)境和人體健康。聚氯乙烯管材與其他塑料管材相比,拉伸強度、壓縮強度、彎曲強度、隔熱性能、自熄性等均較好,且價格也較低廉。硬PVC管系將PVC樹脂與穩(wěn)定劑、潤滑劑等助劑配混，經(jīng)造粒后再擠出成型制得，也可采用雙螺桿(異向)粉料一次成型。硬PVC管耐化學(xué)腐蝕、絕緣性能好，主要用做輸送各

14、種流體，以及用做電線套管等。硬PVC管易切割、焊接、粘接、加熱可以彎曲，因此安裝，使用非常方便。此類應(yīng)用廣泛的PVC管在國外列為I型，而特殊改性的硬管則列為II 型。（1）具有較高的硬度、剛度和許用應(yīng)力。（2）抗老化能力好，經(jīng)久耐用，壽命可達50年。（3）耐腐蝕，價廉，易于粘接，自熄。（4）可回收。安裝方便簡捷，密封性好。（5）不抗撞擊，耐久性差，接頭粘合技術(shù)要求高，固化時間較長。1.2 聚氯乙烯的主要用途及產(chǎn)業(yè)鏈（1）聚氯乙烯異型材型材、異型材是我國PVC消費量最大的領(lǐng)域，約占PVC總消費量的25左右，主要用于制作門窗和節(jié)能材料，目前其應(yīng)用量在全國范圍內(nèi)仍有較大幅度增長。在發(fā)達國家，塑料門窗

15、的市場占有率也是高居首位，如德國為50%，法國為56%，美國為45%。（2） 聚氯乙烯管材在眾多的聚氯乙烯制品中，聚氯乙烯管道是其第二大消費領(lǐng)域，約占其消費量的20左右。在我國，聚氯乙烯管較PE管和PP管開發(fā)早，品種多，性能優(yōu)良，使用范圍廣，在市場上占有重要位置。（3）聚氯乙烯膜PVC膜領(lǐng)域?qū)VC的消費位居第三，約占10左右。PVC與添加劑混合、塑化后，利用三輥或四輥壓延機制成規(guī)定厚度的透明或著色薄膜，用這種方法加工薄膜，成為壓延薄膜。也可以通過剪裁，熱合加工包裝袋、雨衣、桌布、窗簾、充氣玩具等。寬幅的透明薄膜可以供溫室、塑料大棚及地膜之用。經(jīng)雙向拉伸的薄膜，所受熱收縮的特性，可用于收縮包裝

16、。（4） PVC硬材和板材PVC中加入穩(wěn)定劑、潤滑劑和填料，經(jīng)混煉后，用擠出機可擠出各種口徑的硬管、異型管、波紋管，用作下水管、飲水管、電線套管或樓梯扶手。將壓延好的薄片重疊熱壓，可制成各種厚度的硬質(zhì)板材。板材可以切割成所需的形狀，然后利用PVC焊條用熱空氣焊接成各種耐化學(xué)腐蝕的貯槽、風(fēng)道及容器等。（5）PVC一般軟質(zhì)品利用擠出機可以擠成軟管、電纜、電線等；利用注射成型機配合各種模具，可制成塑料涼鞋、鞋底、拖鞋、玩具、汽車配件等。(6)聚氯乙烯包裝材料聚氯乙烯制品用于包裝主要為各種容器、薄膜及硬片。PVC容器主要生產(chǎn)礦泉水、飲料、化妝品瓶，也有用于精制油的包裝。PVC膜可用于與其它聚合物一起共

17、擠出生產(chǎn)成本低的層壓制品，以及具有良好阻隔性的透明制品。聚氯乙烯膜也可用于拉伸或熱收縮包裝，用于包裝床墊、布匹、玩具和工業(yè)商品。（7)聚氯乙烯護墻板和地板 聚氯乙烯護墻板主要用于取代鋁制護墻板。聚氯乙烯地板磚中除一部分聚氯乙烯樹脂外，其余組分是回收料、粘合劑、填料及其它組分，主要應(yīng)用在機場候機樓地面和其它場所的堅硬地面。（8) 聚氯乙烯日用消費品行李包是聚氯乙烯加工制作而成的傳統(tǒng)產(chǎn)品，聚氯乙烯被用來制作各種仿皮革，用于行李包，運動制品，如籃球、足球和橄欖球等。還可用于制作制服和專用保護設(shè)備的皮帶。服裝用聚氯乙烯織物一般是吸附性織物(不需涂布)，如雨披、嬰兒褲、仿皮夾克和各種雨靴。聚氯乙烯用于許

18、多體育娛樂品，如玩具、唱片和體育運動用品，目前聚氯乙烯玩具增長幅度大，由于聚氯乙烯玩具和體育用品生產(chǎn)成本低，易于成型而占有優(yōu)勢。1.3 硬質(zhì)聚氯乙烯管材的主要市場1.3.1 建筑用聚氯乙烯管材市場建筑業(yè)是聚氯乙烯管材的最大市場,管材分為；兩類,一種是耐壓管,另一種是無壓管。耐壓管主要用于自來水管、建筑熱水供水管、公用工程供水管(一般采用100mm900mm直徑的管材);無壓管大量用于室內(nèi)下水管和雨水系統(tǒng)管。公用工程排污管(一般采用直徑400mm1.2m的大口徑管材)。此外,建筑用串線管和地下電纜護管是聚氯乙烯管材應(yīng)用的一個市場,現(xiàn)已在我國普遍采用,并具有進一步發(fā)展的巨大潛力。1.3.2 農(nóng)用聚

19、氯乙烯管材市場我國是一個農(nóng)業(yè)大國,幅源遼闊,是農(nóng)用聚氯乙烯灌溉管的巨大市場。我國是個缺水國家,每年旱情都十分嚴重,困擾著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。過去,中國傳統(tǒng)的種田方法是使用土渠灌溉,水源浪費十分嚴重。自從國內(nèi)一些地區(qū)試驗使用聚氯乙烯管灌以后,這些地區(qū)的水利用率從過去的0.40.5提高到0.95左右。隨著廣大農(nóng)村經(jīng)濟實力的增強和技術(shù)水平的提高,1994年底我國農(nóng)村噴灌面積已達9338萬,節(jié)省了大量的水源,提高了糧食產(chǎn)量。大量事實證明,使用聚氯乙烯制作固定和半固定管噴灌系統(tǒng),設(shè)備不腐蝕,管材不結(jié)垢,與使用鑄鐵管、鋁管、ABS管相比大大降低了噴灌設(shè)施的造價,成為節(jié)水、節(jié)地、節(jié)省能源,解決12億人口吃糧問題

20、的重要措施之一。1.4聚氯乙烯管材的生產(chǎn)方法硬質(zhì)聚氯乙烯管材加工時,采用懸浮法聚氯乙烯樹脂為主要原料,與穩(wěn)定劑、顏料、潤滑劑和填料等助劑配合使用,經(jīng)捏合后,加入雙螺桿擠出機塑化擠出聚氯乙烯管材,經(jīng)冷卻定型后,切割成需要的長度,加工溫度160180,根據(jù)管材不同用途,適當(dāng)調(diào)整配方組分,以便獲得有良好物化性能的聚氯乙烯管材。隨著聚氯乙烯管材加工技術(shù)的發(fā)展,國外為降低管材生產(chǎn)成本,推出了芯層發(fā)泡管,這種管材采用共擠出方法,使低發(fā)泡聚氯乙烯管材內(nèi)、外表面覆蓋一層非發(fā)泡聚氯乙烯硬皮層,該管材與不發(fā)泡管材相比韌性更好,有較好的承載能力,耐磨損和隔音效果,節(jié)約樹脂25%40%。目前,世界上這種管材加工技術(shù)以

21、臺塑公司水平較高,其次是美國、法國、德國、日本、韓國均有成熟生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備,成為國外暢銷的產(chǎn)品。生產(chǎn)方法是將芯層、皮層使用的配料分別經(jīng)過捏合后加人2臺成90°角的擠出機組(或3臺擠出機組)混煉塑化,然后,通過一分料頭,確保分隔成2股硬皮層的物流與發(fā)泡芯層料很好連接,并送人后面的機頭和模具,生產(chǎn)出表面光滑、管壁內(nèi)部發(fā)泡的復(fù)合管壁結(jié)構(gòu)的聚氯乙烯管材。隨著聚氯乙烯管材市場的擴大,大口徑公用工程管,尤其是下水道管需求量逐年增加,管材直徑越做越大,管材壁厚和用料也增加,使管材生產(chǎn)成本上揚。為降低大口徑管材的生產(chǎn)成本,國外做了大量的工作,一是開發(fā)了徑向有增強肋的薄壁大口徑管材,比舊工藝節(jié)約樹脂4

22、0%,生產(chǎn)方法簡單,管材有較高的抗沖擊強度和韌性,由于加工方法簡便、原料消耗量低,管徑可做到500mm左右。二是開發(fā)了一種空心壁的聚氯乙烯大口徑管,管徑可做到1.5m。生產(chǎn)方法是先擠出矩形空心型材,然后螺旋纏繞并用紅外線焊接成管材,而且加工速度與擠出加工相同,節(jié)約樹脂50% 60%,具有與實心壁管材一樣的強度和韌性。在美國,這種管材采用在現(xiàn)場生產(chǎn)的方式,原料由供料汽車送到施工現(xiàn)場,采用連續(xù)作業(yè),挖土機先挖出地溝,管材加工車隨加工便將管材輸人地溝,然后掩埋。不但節(jié)約了管材的運輸費用,而且不需龐大的料場和倉庫。1.5 生產(chǎn)工藝流程概述硬質(zhì)PVC管材規(guī)格和形式很多，其生產(chǎn)工藝流程基本上如下圖1-1所

23、示：切割捆扎包裝成品牽引擠出冷卻定型印商高速混合原料及助劑低速攪拌圖1-1 生產(chǎn)工藝流程圖PVC管材生產(chǎn)工藝流程可分為三個過程：成型料準備過程，包括配方、混合（高速和低速）、過篩或者造粒。擠出成型過程，將配好的物料在上料器的作用下，由料倉送至擠出機的加料斗中，然后物料由加料斗進入擠出機進行加熱、塑化。塑化完全后，塑化料被定量擠出。定型包裝過程，經(jīng)過冷卻定徑箱泠卻定型，再經(jīng)過牽引機、切割機，上光烘干固化后，檢驗合格即為成品。1.6原料配方的確定如下表1-1列出所示。表1-1原材料及其配方確定組分名稱組分份數(shù)百分率（%）用途PVC XS-410066.23樹脂CPE(36%)106.62增韌劑AC

24、R40142.65抗沖改性劑馬來酸二丁基錫21.32穩(wěn)定劑UV-910.66光穩(wěn)定劑氯化石蠟21.32潤滑劑硬脂酸21.32潤滑劑輕質(zhì)CaCO3201.32填料金紅石型TiO253.31色料Sb2O353.31阻燃劑1.7 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)我國采用ISO國際標(biāo)準的對應(yīng)技術(shù)文件，結(jié)合國內(nèi)PVC-U管材的發(fā)展情況和質(zhì)量水平，制定了符合我國國情并向國際標(biāo)準靠攏的國家標(biāo)準和行業(yè)標(biāo)準。不同的用途有不同的產(chǎn)品標(biāo)準如表1-2。表1-2 產(chǎn)品標(biāo)準項目國家標(biāo)準項目國家標(biāo)準化工用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材GB/T4219-1996建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材GB/T5836.2-92給水用硬聚氯乙烯（PV

25、C-U）管材GB/T10002.1-96埋地排污、廢水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材GB/T10002.3-96低壓輸水灌溉用薄壁硬聚氯乙烯（PVC-U）管材GB/T13664-92農(nóng)用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材JB/T5125-91另外，環(huán)保安全的PVC-U管材的主要原料為PVC粉，輔料包括填充劑、熱穩(wěn)定劑、抗沖擊劑、潤滑劑、改良劑、發(fā)泡劑、著色劑等。PVC-U給水管中PVC粉含量在95%以上； PVC排水管中PVC粉含量在90%以上，其余部分為上述輔料成份的總和。在PVC-U管材中，填充劑(碳酸鈣)的主要作用為降低管材成本（碳酸鈣的噸價與PVC粉噸價比例為1：16）。碳酸鈣與PVC粉的比

26、例關(guān)系直接決定了管材質(zhì)量的好壞。如果碳酸鈣含量過高，雖然也能生產(chǎn)出管材，但質(zhì)量無法得到保證，更不能滿足PVC-U管材50年之使用壽命。采用非鉛鹽穩(wěn)定劑取代傳統(tǒng)鉛鹽熱穩(wěn)定劑來生產(chǎn)PVCU管材的廠家。鉛鹽熱穩(wěn)定劑中含有鉛元素，在管材的使用過程中會滲入水中。鉛進入人體中較難排出，積累過多會引發(fā)鉛中毒。國家建設(shè)部也明文規(guī)定飲用水PVC-U管材禁用鉛鹽熱穩(wěn)定劑。第2章 硬PVC管生產(chǎn)車間物料平衡計算2.1 計算基準的選取（1）年工作時間 365-10（法定節(jié)假日）=355=8520h（2）設(shè)備大修 25天/年=600h/年（3）特殊情況停車 15/年=360h/年（4）機頭清理 換過濾網(wǎng) 1次/6天，8

27、h/次365天-（25天+15天） ×1次/6天×8h/次=433h（5）實際開車時間365天-10天-25天-15天-18天=297天=7128h (6)設(shè)備利用系數(shù)k=實際開車時間/年工作時間=7128/8520=0.842.2 物料衡算（1）擠出成型工段擠出成型工段擠出成型工段物料損耗率如下表2-1：表2-1擠出成型工段擠出成型工段物料損耗率一覽表工序自然損耗掃地下腳料一次成品百分比/%0.10.4 5.594物料衡算輸出物料量：自然損耗量：掃角料：下腳料：下腳料回收破碎量：顆粒料中需加回收料量（總量的5%）：回收率：擠出成型工藝物料平衡表見表2-2表2-2擠出成型物

28、料工段表工序物料量/t工序物料量/t輸出物料量5319.15下腳料292.55自然損耗量5.32成品5000掃地料21.28（2）造粒工段確定各崗位物料損失率 塑化造粒工段損耗系數(shù)見表2-3表2-3 塑化造粒工段物料損耗系數(shù)一覽工序篩選輸送高速混合冷卻混合擠出造粒粒料風(fēng)送損耗率/%0.50.10.10.50.2總損失%1.4物料平衡計算 進入本工序的物料量=出料量/（1-本工序的損失率）進入風(fēng)送物料量：進入擠出造粒的物料量：進入冷混機的物料量：進入高混機的物料量：進入篩選輸送的物料量：塑化造粒工段物料平衡表見表2-4表2-4 塑化造粒工段物料平衡表工序物料/t輸入回收/t小計/t物料/t輸入損

29、失/t小計/t篩選輸送5124.585124.585098.9525.635124.58高混5098.955098.955093.855.15098.95冷混5093.855093.855088.765.095093.85擠出造粒5088.765088.765063.3225.445088.76風(fēng)送5063.32265.965063.325053.1910.135063.32半成品5053.195390.545319.155319.155319.15合計5319.15（3）粉料中各組分需要量粉料中各組分需要量計算方法如下：求出每噸產(chǎn)品消耗量（kg）1000組分占整個粉料量的百分率（100%）=

30、每噸產(chǎn)品消耗量組分占整個粉料量的百分率=組分占份數(shù)/各組分份數(shù)總和100%年組分需要量（t）粉料年需要量組分占整個粉料量的百分率=組分年需要量日組分需要量（t）年組分需要量實際開車天數(shù)（297.5）=日組分需要量每小時組分需要量（kg）年組分需要量實際開車時（7140）=每小時組分需要量根據(jù)衡算，計算出實際每年需要量及日需要量和每小時需要量，見表2-5表2-5每年需要年及日需要量和每小時需要量原料名稱配方中份數(shù)百分率/%每噸產(chǎn)品消耗量/kg每年需要量/t每天需要量/t每小時需要量/kgPVC XS-410066.23662.33394.1611.43476.25CPE(36%)106.6266

31、.2339.251.14247.59ACR40142.6526.5135.800.45718.04馬來酸二丁基錫21.3213.267.640.2289.49UV-910.666.633.820.1144.75氯化石蠟21.3213.267.640.2289.49硬脂酸21.3213.267.640.2289.49輕質(zhì)CaCO3201.3213.267.640.2289.49金紅石型TiO253.3133.1169.620.57123.80Sb2O353.3133.1169.620.57123.80根據(jù)計算結(jié)果畫出物料衡算流程圖如下2-1所示：194.57/年一階段損失319.15t/年 二階

32、段損失+下腳料256.96t/年加回收料5000t/年制品擠出成型工段5124.58t/年圖2-1 物料衡算流程圖第3章 設(shè)備選型和臺數(shù)計算3.1 定型設(shè)備的選型及計算3.1.1 擠出機及輔機的確定和計算由于工藝和經(jīng)濟上的原因，每種規(guī)格的擠出成型機生產(chǎn)的管材尺寸有一定范圍。擠出成型機規(guī)格與所生產(chǎn)的管材尺寸關(guān)系見表3-1。表3-1 擠出成型機規(guī)格與所生產(chǎn)管材的尺寸關(guān)系擠出機螺桿直徑/mm擠出管材外徑范圍/mm452060205090407512090160150160250根據(jù)此表，選用120型管材擠出機。設(shè)計選用SJ-120-A型塑料擠出機，其技術(shù)參數(shù)見表3-2。表3-2 SJ-120-A型塑

33、料擠出機技術(shù)參數(shù)SJ-120-A型螺桿直徑120mm螺桿長徑比L/D28螺桿轉(zhuǎn)速1272r/min生產(chǎn)能力（最高產(chǎn)量）160kg/h電動機功率3045KW機器中心高1000mm外形尺寸3200mm×800mm×1600mm加熱功率25KW設(shè)備重量1800kg設(shè)備電源380v價格約98萬/臺成型機臺數(shù)的計算：根據(jù)制品的形狀、冷卻定型的難易程度，選擇牽引速度為1.5m/min(一般在0.22m/min范圍)。本設(shè)計硬聚氯乙烯管材（90×3.6mm），查的線重為：1.4kgm，所以： 生產(chǎn)能力=線重×牽引速度 =1400g/m×1.8m/min

34、15;60s/min/1000 =151.2kg/h則需要擠出成型機臺數(shù)為：臺數(shù)=（5319.15×1000）/(151.2×7128)=4.935(臺)，所以選用6臺SJ-120-A型塑料擠出機。擠出輔機包括冷卻裝置、牽引裝置、切割裝置、支架等幾部分。SJ-GE120B型輔機可與SJ-120-A塑料擠出機配套使用，連續(xù)生產(chǎn)一定規(guī)格的硬聚氯乙烯管材。擠出輔機型號及參數(shù)見表3-3。表3-3 SJ-GE120B型輔機主要參數(shù)輔機裝置外形尺寸/mm重量/kg冷卻裝置3000×720×1150200牽引裝置1435×819×1360800切割

35、裝置1950×1075×1210390支架3000×400×10421003.1.2 擠出造粒機的選取和計算為了提高生產(chǎn)能力，提高粒料的質(zhì)量，選擇SJ-200型擠出造粒機，其主要技術(shù)參數(shù)見表3-4。表3-4 SJ-200型擠出造粒機主要技術(shù)參數(shù)主要技術(shù)參數(shù)SJ-200型螺桿直徑200mm螺桿長徑比2532螺桿轉(zhuǎn)速515r/min生產(chǎn)能力5001000kg/h電動機型號JZS-101功率160280KW轉(zhuǎn)速1050/350r/min電壓380v機器中心高1100m外形尺寸（長×寬×高）5880mm×2670mm×29

36、75mm參考價格9.8萬元進入擠出造粒工段的物料量：5088.76噸/年÷7128h=713.91kg/h根據(jù)SJ-200-A型擠出造粒機的生產(chǎn)能力5001000kg/h，選取700kg/h， 則需要造粒機臺數(shù)：（5088.76×1000）/(700×7128)=1.02臺)所以選用2臺SJ-200型擠出造粒機。3.1.3 高速混合機的選取和計算選用SHR-L300型高速混合機，其技術(shù)參數(shù)見表3-5。表3-5 SHR-L300型高混機技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)SHR-L300總?cè)莘e300L有效容積225L產(chǎn)量325kg/h加熱方式汽攪拌轉(zhuǎn)速475/950r/min排料方式氣

37、動電機型號YD280-814電動機功率40/50KW外形尺寸（長×寬×高）1750mm×1100mm×1450mm參考價格6.2萬元高混機的有效容積取225L，PVC粉料的表觀密度為0.45kg/L，每鍋可裝粉料量：0.45×225=101.25kg每10分鐘可以混一鍋料，則每小時混6鍋料，則每小時混料量：101.25×6=607.5kg/h需要高混機：（5098.95×1000）/（607.5×7128）=1.18(臺)所以選用2臺SHR-L300型高混機。3.1.4 冷混機的選取和計算與SHR-L300型高混機

38、配套的冷混機可選用SHL-L600型塑料冷混機。SHL-L600型冷混機技術(shù)參數(shù)見表3-6。表3-6 SHL-L600型冷混機技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)SHL-L600型總?cè)莘e600L有效容積360L電動機功率11KW主軸轉(zhuǎn)速100r/min機器尺寸（長×寬×高）1800mm×1380mm×1550mm機器重量1800kg冷卻方式水汽卸料方式手動或氣動參考價格4.5萬元需要冷混機：（5093.85×1000）/（607.5×7128）=1.18(臺)所以選用2臺SHL-L600型冷混機。3.1.5 破碎機的選取和計算為了回收PVC的下腳料和廢、

39、次品管材，使之經(jīng)過破碎制成顆粒進行再次使用，選用SWP-100型塑料破碎機。本機適用于高、低壓聚氯乙烯等塑料制品的廢品、次品，邊角料和注射澆口等廢舊塑料的回收破碎造粒。本機采用轉(zhuǎn)刀刃切線新型結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、生產(chǎn)效率高、破碎均勻、性能穩(wěn)定、噪音低、使用和維護方便等特點。SWP-100型破碎機主要技術(shù)參數(shù)見表3-7。表3-7 SWP-100型破碎機主要參數(shù)技術(shù)參數(shù)SWP-100型旋轉(zhuǎn)刀回轉(zhuǎn)直徑100mm篩孔直徑6mm固定刀片數(shù)2把旋轉(zhuǎn)刀片數(shù)2把破碎量40kg/h整機重量120kg外形尺寸（長×寬×高）560mm×370mm×925mm參考價格0.34萬元

40、生產(chǎn)廠青島膠州金星橡塑機廠每小時回收破碎量為：（265.96×1000）/7128=37.31kg/h所以需要1臺SWP-100型破碎機。3.1.6 自動配料秤和流量計的選取和計算（1）自動配料秤的選取 在硬PVC的加工中，由于需要加入多種助劑，為了生產(chǎn)的方便和提高生產(chǎn)效率，一般選用多品種配料秤進行配料工段的稱量。高混機每鍋裝料量為101.25kg，說以每鍋中各組分質(zhì)量如下：PVC 101.25×66.23%=67.06kg；CPE（36%） 101.25×6.62%=6.70kg；ACR401 101.25×2.65%=2.68kg；馬來酸二丁基錫 1

41、01.25×1.32%=1.34kg；UV-9 101.25×0.66%=0.67kg；氯化石蠟 101.25×1.32%=1.34kg；硬脂酸 101.25×1.32%=1.34kg；Sb2O3 101.25×3.31%=3.35kg輕質(zhì)CaCO3 101.25×1.32%=1.34kg金紅石型TiO2 101.25×3.31%=3.35kg為了按照配方所給的份數(shù)嚴格地進行稱量，本設(shè)計所選擇的稱量相對偏差應(yīng)在1%以下。稱量PVC粉料選用XSP-0100型電子配料秤；稱量助劑（有機錫和石蠟除外）選用XSP-0010型電子配料

42、秤；由于石蠟固體塊較大，需要削成屑，而石蠟屑顆粒較大，用大秤稱量會影響精度，為了放慢稱量速度、提高稱量精度，所以選用XSP-0006型電子配料秤。其規(guī)格見表3-8。表3-8 XPS型電子配料秤規(guī)格規(guī)格XSP-0100型XSP-0010型XSP-0006型最大稱量100kg10kg6kg最小分度值0.10.010.005精度1/4001/4001/400顯示形式數(shù)字顯示數(shù)字顯示數(shù)字顯示外形尺寸/mm4090×1100×19002746×740×15802746×740×1580價格14260元14260元14260元(2)流量計的選取馬

43、來酸二丁基錫為油狀液體，所以只能使用流量計。高混每鍋中有機錫為：101.25×1.32%=1.34kg；馬來酸二丁基錫的密度為1.1501.170g/ml;每1h進入高混機的流量為1.34/1.150=1.17L/h所以選用LL-15型腰輪流量計，其技術(shù)參數(shù)見表3-9。表3-9 LL-15型腰輪流量計技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)LL-15型公稱直徑15mm流量范圍0.252.5 m2/h測量介質(zhì)溫度0120工作壓力25.64kgf/ cm2參考價格900元3.2 氣力輸送計算及選取氣力輸送是目前廣泛使用的一種輸送方式，分壓送式和吸收式兩種形式。如PVC粉料從一樓到四樓采用的是壓送式氣力輸送。3.

44、2.1 輸送粉料鼓風(fēng)機的計算與選?。?） 計算生成率式中 T裝置一晝夜工作時數(shù)，平均每天上料8次，一次15min，則T=80.25=2h； 物料發(fā)送不均勻系數(shù)，與工藝過程特點、物料發(fā)送機械形式有關(guān)，=1.15； 考慮遠景發(fā)展的系數(shù)，一般不大于1.25，取1.2； 平均晝夜輸送量?；旌媳萴是指單位時間內(nèi)輸送物料重量與輸送所需空氣重量之比。m在1-10之間，取m=8。20時，則輸送量為：在10-16之間，取，輸送氣體速度。（2） 管徑選用外徑160mm，壁厚10mm的標(biāo)準熱軋無縫鋼管，管的內(nèi)徑d=160-102=140mm。則實際風(fēng)速：。（3） 氣力輸送的壓力降從風(fēng)機到加料器的壓力損失 規(guī)定從風(fēng)機

45、到加料器的距離為2m，空氣黏度，20空氣密度，取無縫鋼管的絕對粗糙度e=0.2mm。e/d=0.2/140=0.00143，查表得出，從加料器到輸送管道加速損失根據(jù)經(jīng)驗公式：式中，c根據(jù)加料方式取值，采用連續(xù)供料時，c取小值；若采用不連續(xù)供料時，c取大值。本設(shè)計取c=8。 穩(wěn)定輸送規(guī)定水平部分： 垂直部分：彎管部分（其中包括2個彎頭）：90°彎頭，n=2，阻力系數(shù)旋風(fēng)分離器的壓力損失規(guī)定其局部阻力系數(shù)，式中，A=D/2，B=D/4，（4） 鼓風(fēng)機的選取 考慮到設(shè)計誤差和輸送條件改變時的安全性，則則供料點處：考慮管系及供料器的系數(shù)C=1.13鼓風(fēng)機所需風(fēng)量：根據(jù)，選擇4-72-3A型離

46、心鼓風(fēng)機，其技術(shù)參數(shù)見表3-10。表3-10 4-72-3A型離心鼓風(fēng)機技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)4-72-3A型轉(zhuǎn)速/1450風(fēng)量/990全壓/304功率/0.753.2.2 旋風(fēng)分離器的計算與選取式中 處理的空氣量； 進口流速。求得：3.3 非定型設(shè)備的計算及選取3.3.1 貯罐的選取PVC每天上料量為11430kg，儲罐裝料系數(shù)為0.8，每天分8次上料，則每天最大上料量：11430/0.8=14287.5kg/天PVC表觀密度：=0.45g/cm3=450kg/m3每次上料體積：V=14287.5÷(450×8) =3.97m3所以選擇Dg=1400mm的儲罐。橢圓封頭和60&

47、#176;錐形封頭儲罐尺寸分別見表3-11和表3-12。表3-11 橢圓封頭尺寸Dg（mm）高度（mm）容積（m3）厚度（mm）6002000.028414003500.4216表3-12 60°錐形封頭儲罐尺寸Dg（mm）曲面高度（mm）直邊高度（mm）容積（m3）600150250.035214001270400.774則貯罐使用容積=上料容積-橢圓封頭容積-錐形封頭容積 =3.97-0.421-0.774 =2.775m3貯罐高度=3.3.2 貨梯的選取選擇H05-XPM型，技術(shù)規(guī)格見表3-13。表3-13 H05-XPM型貨梯技術(shù)規(guī)格技術(shù)參數(shù)H05-XPM型載重500kg速度

48、0.5m/s轎廂B×L1500mm×1500mm井道B1×L12350mm×1860mm機房B2×B23000mm×3000mm凈門口M1100mm轎廂門雙折式廳門雙折式3.3.3 除塵器的選取由于前面所選風(fēng)機型號較小，輸送物料量較小，經(jīng)分離器排放到空氣中的粉塵量不是太大，故選用小型除塵設(shè)備，選擇DMC-36型電控脈沖袋式除塵器（見表3-14），帶有36條濾袋。特點是周期性的向濾袋內(nèi)噴吹壓縮空氣，以清除濾袋積灰，使濾袋效率保持恒定，這種清灰方式的清灰效果好，而且不損傷濾袋。表3-14 DMC-36型電控脈沖袋式除塵器參數(shù)技術(shù)參數(shù)DMC

49、-36型過濾面積27 m2濾袋條數(shù)36條濾袋直徑×長度120mm×2000mm設(shè)備阻力100200mm H2O除塵效率99%含塵濃度35g/ m3過濾風(fēng)速34m/min氣體處理量49506480 m3/h脈沖閥數(shù)量6個脈沖寬度0.1脈沖周期3060噴吹壓力67kgf/m2噴吹空氣量0.108 m3/min外形尺寸1400mm×1400mm×3690mm重量850kg3.3.4 旋轉(zhuǎn)加料器的選取旋轉(zhuǎn)加料器中帶有葉片的轉(zhuǎn)子在機殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，使物料從上部料斗落到葉片之間，然后隨葉片旋轉(zhuǎn)到下端，將物料排出進行供料，其特點就是結(jié)構(gòu)簡單，運轉(zhuǎn)、維修方便，尺寸小，在狹窄處

50、或低矮處也可以安裝，能滿足定量供料的要求，具有一定的氣密性。對高溫粉料、粒料也能使用。如運送PVC粉料的供料器生產(chǎn)能力為9.2 m3/h,所以選取200mm×300mm規(guī)格的剛性葉輪旋轉(zhuǎn)加料器，其技術(shù)參數(shù)見表3-15。表3-15 旋轉(zhuǎn)加料器技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)200mm×300mm規(guī)格生產(chǎn)能力10 m3/h葉輪轉(zhuǎn)速31r/min進出料口尺寸200mm×300mm傳動方式直接外形尺寸660mm×300mm×300mm重量765g參考價格1500元3.3.5 振動篩的選取樹脂振動篩的目的主要是篩出混在樹脂內(nèi)的機械雜質(zhì)，常見的篩選設(shè)備有圓筒篩、振動篩和平

51、動篩。影響篩選效率的主要因素有：物料粒度與篩孔尺寸；物料在篩面上的移動速度（一般取0.1m/s左右，移動速度慢，篩選效率高）；篩面傾斜度和有效面積（前者小、后者大時可提高篩選效率）。選用SV系列三維振動篩，本系列機在塑膠行業(yè)中主要用于篩選PVC粉、纖維、色母造粒、塑膠混合等，同時可用于其他行業(yè)。本系列無機械傳動，無需保養(yǎng)、維修、無噪音、粉塵，封閉性能好；網(wǎng)目永不堵塞，篩網(wǎng)利用率高；占地空間小，移動靈活方便；篩選自動排料，便于連續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)；省電、省工、省力，降低生產(chǎn)成本。3.3.6 縫包機的選取選用DGK26-1型手提封口機，其技術(shù)參數(shù)見表3-16。表3-16 DGK26-1型手提封口機技術(shù)參

52、數(shù)技術(shù)參數(shù)DGK26-1型功率90W重量6.00/8.5kg外形尺寸360mm×260mm×380mm第4章 能量衡算4.1 電能的消耗由于還有其它一些輔助設(shè)備的能量消耗，為了方便計算，在定性設(shè)備所消耗的電能的基礎(chǔ)上乘以1.1。計算如下：高混機的利用率為0.85，功率為50kw；冷混機的利用率為0.85，功率為11kw；擠出造粒機利用率為0.85，功率為280kw；擠出機成型機的利用率為0.95，功率為45kw。則定型設(shè)備年耗電為：（50×0.85×2+11×0.85×2+280×0.85×2+45×0.

53、95×6）×297×24×1.1=6556476.96kw.h非常用設(shè)備的年用電量估計為40000kw.h，則年總耗電量為：6556476.96+40000=6596476.96kw.h本設(shè)計年產(chǎn)量為5000t，則每噸型材平均耗電量為：6596476.96/5000=1319.29kw.h4.2 水量的消耗水被作為冷卻劑使用，根據(jù)公式進行計算。擠出冷卻劑用量：PVC比熱容為0.44kcal/(kg·oC);水比熱容為1kcal/(kg·oC);管材出口模溫度180oC，冷卻到40oC；冷卻水入口溫度20oC，出口溫度40oC；則冷混機冷卻劑用量：設(shè)冷混機 進料溫度110oC，出料溫度40oC； 進水溫度20oC，出水溫度40oC；則考慮到其中的損耗量，設(shè)用量系數(shù)為1.2，則冷卻需要水量為：則型材每噸耗水量為：為了節(jié)約用水，水可以根據(jù)實際情況進行循環(huán)使用。4.3 煤的消耗冬季車間供暖時