PVC管材生产车间工艺设计

1、 PVC型材生产车间工艺设计说明书 高材03 0902020323 袁琴 目 录摘要.1第一章 绪论2l.1 聚氯乙烯型材的特点21.2 PVC型材行业的发展趋势21.3生产工艺流程概述6第二章 硬PVC管生产车间工艺计算82.1选择原材料、确定配方2.2生产能力计算82.3物料衡算8第三章 设备选型和台数计算103.1 高速混合机的计算103.2螺杆挤出机计算103.3 挤出管辅机计算113.4其他设备113.5原料消耗计算12第四章 工艺参数14第五章 安全与环保15设备一览表16参 考 文 献17摘要:本说明书综述了PVC型材的特点及发展现状与前景，编写了年产量7000吨三轨推拉塑料窗框

2、用PVC型材生产车间的工艺流程，原料配方，设备选型，物料能量恒算及车间布置（见图纸）。第一章 绪论 PVC是聚氯乙稀（polyvinyl chloride）塑料的英文缩写。PVC门窗最早是德国于20世纪50年代开发成功的。1955年, 德国Dynam itNobe l公司开发成功塑料窗框用PVC型材, Hoechs t公司进而研制出PVC塑料窗, 因其具有节能、隔热、隔音、耐腐蚀等诸多优势, 在欧洲乃至世界迅速推广应用。1.1 PVC型材的特点用PVC 型材组合制成的塑料门窗表现出质轻、强度高、防潮、耐锈蚀、节能保温、抗白蚁、加工简单、使用寿命长、隔音、阻燃等优势, 有着广阔的市场前景。 1.

3、2 聚氯乙烯门窗型材的行业前景 按照市场经济规律, 行业的生命周期大致分为起步阶段、成长阶段、成熟阶段、衰退阶段。从国外塑窗行业的发展经历来看, 德国的PVC门窗行业已有50 多年的历史而仍处于成熟阶段, 而我国的PVC门窗行业只有不到30 年发展历程, 因此, 我国PVC门窗行业保持在成熟阶段的发展趋势短期内不会改变。决定行业发展周期的另一个因素是社会对该行业产品的需求状况。在我国, PVC 门窗属于国家大力推广的重点化学建材, 国家化学建材推广应用十五0计划纲要明确指出: 到2005年, PVC门窗在全国建筑门窗市场占有率要达到20% , 2015年达到40% 0。事实上, 截至2009年

4、, PVC 门窗在全国的普及率已经超过了40% 。由于我国整体经济正处于飞速发展时期, 对PVC门窗的需求量呈持续增长的态势, 因而业内外人士普遍认为中国PVC门窗行业将长期保持较高的增长率。 目前, 国内建筑采暖、通风、空调和照明的总能耗占社会总能耗的27% 左右, 与气候条件接近的西欧和北美国家相比, 我国住宅单位采暖要多耗能23倍。随着/建设资源节约型社会0在/ 十一五0规划中的提出, 建筑节能受到空前的重视。建设部和国家质量技术检验检疫总局联合发布了5公共建筑节能设计标准6, 并于2005年7月1日起正式实施,标志着民用建筑领域内节能工作的全面展开。按此标准设计的建筑, 与20世纪80

5、年代初相比, 全年采暖、通风、空调和照明的总能耗可减少50% 。建筑能耗中, 通过门窗损失的能耗占到全部建筑能耗的40% 50% , 因此门窗材料的选择对于节能至关重要。1.3 生产工艺流程概述硬质PVC管材规格和形式很多，其生产工艺流程基本上如下图所示：成品检验入库牵引挤出冷却定型定长切割高速混合原料及助剂冷混机PVC型材生产工艺流程可分为三个过程：成型料准备过程，包括配方、混合（高速和低速）、过筛或者造粒。挤出成型过程，将配好的物料在上料器的作用下，由料仓送至挤出的加料斗中，然后物料由加料斗进入挤出机进行加热、塑化。塑化完全后，塑化料被定量挤出。定型包装过程，经过冷却定径箱泠却定型，再经过

6、牵引机、切割机，上光烘干固化后，检验合格即为成品。1.4原料配方的选择组分名称组分份数百分率（%）PVC XS-410066.23CPE(36%)106.62ACR40142.65马来酸二丁基锡21.32UV-910.66氯化石蜡21.32硬脂酸21.32轻质CaCO3201.32金红石型TiO253.31Sb2O353.31第二章 PVC型材生产车间工艺计算计原始数据: （一）聚合聚生产能力 7000吨/年硬PVC管材； （二）年生产时间 7200小时； （三）PVC型材合格率 99%； （四）产品规格 T88系列 壁厚：2.8mm （五）物料损耗系数表十 物料损耗工序配料高速混合挤出成型成

7、型后处理损耗率0.2%0.4%0.3%0.3%2.1 生产能力计算2.1.1计算标准的选取 （年工作小时）（1） 年工作时间 365-10（法定节假日）=355=8520h（2） 设备大修 25/年=600h/年（3） 特殊情况停车 15/年=360h/年（4） 机头清理 换过滤网 1次/6天 8h/次365天-（25天+15天） ×1/6次×8h/次=420h（5） 实际开车时间365天-10天-25天-15天-17.5天=297.5天=7140h（6） 设备利用系数k=实际开车时间/年工作时间=7140/8520=0.842.2 物料衡算（1） 挤出成型工段 挤出成型工

8、段物料损耗率如下：工序自然损耗扫地下脚料一次成品百分率/%0.10.45.594 物料衡算输出物料量：7000/0.94=7446.81t自然损耗量：1068.376×0.1%=7.45t扫地料：7446.81×0.4%=29.79t下脚料：7446.81×5.5%=409.57t下脚料回收破碎量：409.57×（1-5%）=389.10t颗粒料中需加回收料量（总量的5%）：7446.81×0.05=372.34t回收率：(372.34/409.57)×100%=90.91% 挤出成型工段物料平衡表如下：工序物料量/t工序物料量/t输

9、出物料量7446.81下脚料409.57自然损耗量7.45成品7000扫地量29.79（2） 挤出前各工段 各工段物料损失数据如下：工序筛选输送高速混合冷却混合损耗率/%0.50.10.1总损失/%0.7 物料平衡计算进入风送物料量：（7446.81-372.34）/（1-0.2%）=7088.65t进入冷混机物料量：7088.65/（1-0.1%）=7095.75t进入高混机的物料量：7095.75/（1-0.1%）=7102.85t进入筛选输送物料量：7102.85/（1-0.5%）=7138.54t (3) 粉料中各组分需要量 每年需要量及日需要量和每小时需要量组分名称组分份数百分率（%

10、）每吨产品消耗量/kg每年需要量/t每天需要量/t每小时需要量/tPVC XS-410066.23662.34727.85504215.8919497210.66216457171CPE(36%)106.6266.2472.5713481.58847511930.066186463305ACR40142.6526.5189.171310.635869949580.026494581232马来酸二丁基锡21.3213.294.2287280.316735220170.01319730084UV-910.666.647.1143640.158367610080.0065986504202氯化石蜡2

11、1.3213.294.2287280.316735220170.01319730084硬脂酸21.3213.294.2287280.316735220170.01319730084轻质CaCO3201.3213.294.2287280.316735220170.01319730084金红石型TiO253.3133.1236.2856740.794237559660.033093231653Sb2O353.3133.1236.2856740.794237559660.033093231653 粉料年需要量=7138.54t 粉料 物料衡算流程图 挤出前的工段挤出成型工段7138.54t/年700

12、0t/年制品7074.47t/年64.07t/年（总损失）446.81t/年（损失+下脚料）372.34t/年（加回收料） 第三章 设备选型和台数计算3.1 高速混合机的选取及计算选用SHR-500C- 3060×1150×1880型高速混合机，其技术参数如下参数/型号SHR500C电机及加热功率83/110KW主轴转速500/1000总容积500L加热方式电汽卸料方式气动有效容积375L高混机的有效容积为375L,PVC粉料的表观密度为0.45kg/L每锅可装粉料量 0.45×375=168.75kg 每小时混料六锅，每小时混料量为 168.75×6=

13、1012.5kg/h需要高混机的台数 （7102.85×1000)/(1012.5×7140)=0.98台所以选用1台SHR-500C-3060×1150×1880型高混机。3.2 冷混机的选取及计算选用NHZ-500型冷混机需要冷混机的台数 （7095.75×1000)/(1012.5×2×7140)=0.49台所以选用1台NHZ-500型冷混机。3.3 螺杆挤出机选取及计算选用SJZ-65型双螺杆挤出机，其技术参数如下螺杆直径（mm)65/132螺杆有效工作长（mm)1440机器中心高（mm)1000螺杆数量2主电机功率

14、（kw)37净重（kg)4000螺杆转向异向向外机筒加热功率（kw)24外形尺寸（mm)4235×1520×2450螺杆转速(r/min)134.7生产能力（kg/h)250300成型机台数的计算：选择牵引速度为4m/min,PVC型材的线重为1.25kg/m，因而成型机每小时的生产能力为： 生产能力=线重×牵引速度=1.25×4×60=300kg/h则需挤出成型机的台数为 （7446.81×1000)/(300×7140)=3.48台所以选用4台SJZ-65型双螺杆挤出机。3.4 破碎机的选取及计算为了回收PVC的下脚料和

15、废、次品管材，使之经过破碎制成颗粒进行再次使用，使用SWP-100型塑料破碎机。其参数如下技术参数SWP-100型技术参数SWP-100型旋转刀回转直径100mm整机重量120kg筛孔直径6mm外形尺寸560×370×925mm固定刀片数2把参考价格0.34万元旋转刀片数2把破碎量40kg/h每小时回收破碎量为（372.34×1000）/7140=52.15kg/h，所以需要2台SWP-100型破碎机。3.5 自动配料称的选取与计算高混机中每锅装料168.75kg，所以每锅中各组分质量如下组分名称质量/kgPVC XS-4111.76CPE(36%)11.17AC

16、R4014.472马来酸二丁基锡2.228UV-91.114氯化石蜡2.228硬脂酸2.228轻质CaCO322.36金红石型TiO25.586Sb2O35.586为了按照配方所给的份数严格的进行称量，本设计所选择的相对偏差控制在1%以下。PVC的粉料选用LCS-100型。CPE的粉料选用XSP-0060其它粉料选择XSP-0006型。其型号为：规格XSP-0060型XSP-0006型LCS-100型最大称量60kg6kg200kg最下分度值0.050.0050.5精度1/4001/4001/400显示形式数字显示数字显示数字显示外形尺寸3080×1100×1900mm27

17、46×740×1580mm价格14260元14260元3.6 流量计的选取 氯化石蜡是液体，其密度为1.26kg/m3 液体OP：168.7×1.32%=2.228kg，每次进入高混机的流量为2.228/1.26=1.768L，所以选用LL-15型腰轮流量计 第四章 气力输送计算与选取4.1 输送粉料鼓风机的计算与选取4.1.1 计算生产率式中 T 装置一昼夜工作时数，平均每天上料 8 次，一次 15min，则 T =8´ 0.25=2h 物料发送不均匀系数，与工艺过程特点、物料发送机械形式有关， =1.15 ； 考虑远景发展的系数，一般不大于 1.25

18、， 取 1.2； Gd 平均昼夜输送量。 4.1.2 管径选用外径114mm，壁厚为2mm的标准热轧无缝钢管，管的内径为110mm，4.1.3 气力输送的压力降取无缝钢管的绝对粗糙度为e=0.2mm（2）从加料器到输送管道加速损失（3）稳定输送部分：规定 水平部分：垂直部分：弯管部分（其中包括两个弯头）： 则有：（4）旋风分离器的压力损失总的损失有：4.1.4 鼓风机的选取考虑到设计误差和输送条件改变时的安全性，则：则供料点处：鼓风机所需风量：此处表格需改根据，选择L51LD型罗茨鼓风机技术参数L51LD型技术参数L51LD型转速730r/min配套电动机型号Y160M28升压19614Pa功

19、率5.5kW进口流量9.44电压380V4.2 旋风分离器的计算与选取则有 选择CLT/A2.5型旋风分离器技术参数CLT/A2.5型技术参数CLT/A2.5型圆筒直径250mm压强降174mm进口气速18m/s生产能力690 第五章 非定型设备的选取5.1 贮罐的选取PVC每天上料为23000kg，贮罐装料系数为0.8，每天分20次上料，则最大上料量23000/0.8=28600kg/天PVC表观密度为：450，则每次上料体积为28600/（450×20）=3.19选择PVC贮罐，椭圆封头和60°锥形封头贮罐尺寸分别如下：椭圆封头贮罐尺寸曲面高度直边高度容积年表面积120

20、0mm300mm25mm0.255m³1.6560°锥形封头贮罐尺寸尺寸=1200mm尺寸=1200mm椎体高度1087mm内表面积2.62圆弧半径180mm容积0.477m³直边高度25mm则贮罐使用容积=上料容积-椭圆封头容积-锥形封头容积 =3.19-0.255-0.477=2.458m³贮罐高度=2.458/（0.6²）=2.17m5.2 货梯的选取选择H05XPM型技术参数H05XPM型技术参数H05XPM型载重500kg净门口M1100mm速度0.5m/s轿厢门双折式轿厢B*L2350mm*1860mm厅门双折式5.3 除尘器的选取

21、5.4 旋转加料器 此处6.1 , 6.2.2 需改 第六章 能量衡算6.1 水蒸气的消耗量蒸汽加热时的蒸汽消耗量为，蒸汽的热含量：被加热液体的最终温度：PVC粉料的比热容为0.44kJ/kg而w=0.44×7000×(110-40)(1×(40-20)=21560t所以D=21560/(2260/4.186-100)=6.2 PVC型材车间能量衡算6.2.1 电能的消耗量由于还有其它一些辅助设备的能量消耗，为了方便计算，在定性设备所消耗的电能的基础上乘以1.1。计算如下：高混机的利用率为0.85，功率为83kw冷混机的利用率为0.85，功率为15kw挤出机成型机的利用率为0.95，功率为64.5kw则定型设备年耗电为：非常用设备的年用电量估计为60000kw.h，则年总耗电量为： 6.2.2 水量消耗（1）冷混机中冷却水的消耗量冷却水入口温度： ，冷却水出口温度： 需交换的热量 ，冷却水的用量W，所以得 （2）硬质PVC管材成型后冷却水用量：考虑到水的耗损，设用量系数为1.2，所以总的耗水量：/年所以每吨管材耗水为：为了节约用水，水可以根据具体情况循环使用。需改红字部分，目录以及此一览表，请改完后把红字部分删掉设备一览表序号设备名称型号规格重量（kg）功率（kw）台数1高速混合机SHR500C500L,5001000 rpm8