Đồ án Thiết kế phân xưởng sản xuất VC

n trụ riêng biệt lân cận; + Bố trí hàn ở vị trí dễ quan sát; + Không khoan lỗ qua mối hàn. Chiều dày của thân hình trụ làm việc chịu áp suất trong được xác định theo công thức sau: , m (*) trong đó: là đường kính trong của thiết bị phản ứng, (m) là hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc là số bổ sung do ăn mòn, bào mòn và dung sai về chiều dày, m là áp suất trong thiết bị, (N/m2) là ứng suất cho phép của thành thiết bị, N/m2 Ta chọn phương pháp hàn tay bằng hồ quang điện, trong trường hợp thành kín thì hệ số bền của thành Đại lượng bổ sung phụ thuộc vào độ ăn mòn, độ bào mòn và dung sai của chiều dày. Xác định đại lượng theo công thức sau: , m trong đó: bổ sung do ăn mòn, xuất phát từ điều kiện ăn mòn vật liệu của môi trường và thời gian làm việc của thiết bị, m Đối với vật liệu bền như thép X18H10T ta có thể lấy (mm) (tính cho thời gian làm việc từ 15 20 năm) là đại lượng bổ sung do hao mòn có thể bỏ qua. là đại lượng bổ sung do dung sai của chiều dày, phụ thuộc vào chiều dày tấm vật liệu, với thép X18H10T ta chọn (mm) Do đó đại lượng bổ sung được xác định: (mm) ứng suất cho phép của thiết bị bao gồm ứng suất kéo và nén đối với thép X18H10T được xác định theo công thức sau: ; trong đó: là hệ số điều chỉnh, chọn là hệ số an toàn theo giới hạn bền kéo và giới hạn bền chảy được xác định theo sổ tay: ; là giới hạn bền khi kéo và khi chảy ứng với thép X18H10T được xác định theo sổ tay: (N/m2); (N/m2) Thay các giá trị này vào công thức trên ta được ứng suất kéo và ứng suất nén: (N/m2) (N/m2) Ta lấy giá trị bé hơn trong hai kết quả vừa tính được của ứng suất để tính toán tiếp, (N/m2). Vì do đó có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số của công thức (*) và khi đó chiều dày thân tính bằng: (m) lấy (mm) Kiểm tra ứng suất của thành theo áp suất thử (dùng nước) bằng công thức sau: , N/m2 (**) trong đó: là đại lượng bổ sung, (m) là đường kính trong của tháp, (m) là bề dày của thiết bị, (m) là giới hạn bền khi chảy, (N/m2) là hệ số bền của thành hình trụ theo phương dọc, là áp suất thử tính toán được xác định theo công thức sau: , N/m2 với là áp suất thuỷ lực, là áp suất thuỷ tĩnh của nước xác định theo công thức: , N/m2 với là khối lượng riêng của nước ở nhiệt độ 180oC, (kg/m3) là gia tốc trọng trường, (m/s2) là chiều cao ống xúc tác, (m) thay vào công thức trên ta được: (N/m2) thay các số liệu này vào công thức tính áp suất thử ta được: (N/m2) thay các giá trị vào công thức (**) được: Điều kiện này thoả mãn, như vậy chiều dày thiết bị là 5 (mm) Tính đáy và nắp thiết bị: Đáy và nắp thường được chế tạo cùng loại vật liệu với thân thiết bị do đó ta chọn vật liệu chế tạo là thép X18H10T, với áp suất trong lớn hơn 7.104 (N/m2) ta chọn hình dạng đáy và nắp dạng elip. Đáy và nắp được nối với thân thiết bị bằng cách ghép bích. Các thông số của đáy và nắp elip được trình bày trong hình dưới đây. Chiều dày của đáy và nắp elip làm việc chịu áp suất trong được xác định theo công thức sau: , m trong đó: là đường kính trong của thiết bị phản ứng, (m) là chiều cao phần lồi của đáy, chọn (m) là áp suất làm việc của thiết bị phản ứng, (N/m2) là hệ số bền của mối hàn, là hệ số không thứ nguyên, đối với đáy không lỗ thì là hệ số bổ sung có tăng thêm một ít đối với đáy và nắp, với nên thêm 2 (mm). Vậy (mm) là ứng suất cho phép của thành thiết bị, (N/m2) với nên có thể bỏ qua đại lượng ở mẫu số của công thức tính chiều dày của đáy và nắp: (m) chọn (m) Kiểm tra ứng suất thành của nắp và đáy thiết bị theo áp suất thử thuỷ lực bằng công thức sau: (N/m2) trong đó: là đường kính trong của thiết bị phản ứng, (m) là chiều cao phần lồi của đáy, (m) là áp suất thử, (N/m2) là hệ số bền của mối hàn, là hệ số không thứ nguyên, đối với đáy không lỗ thì là hệ số bổ sung có tăng thêm một ít đối với đáy và nắp, với nên thêm 2 (mm). Vậy (mm) là giới hạn bền của thép X18H10T, (N/m2) thay các giá trị này vào công thức trên ta được: Vậy chiều dày của đáy và nắp là (mm) Chọn chiều cao gờ (mm) Chiều cao của thiết bị gồm tổng chiều cao của ống xúc tác và chiều cao gờ và chiều cao của đáy và nắp: (m) Tính đường kính các ống dẫn: Đường kính các ống dẫn được xác định theo công thức sau: (m) trong đó: là lưu lượng hỗn hợp khí hay dung dịch đi qua ống, m3/s là tốc độ trung bình của hỗn hợp khí, m/s 6.1 Tính đường kính ống dẫn sản phẩm vào và ra: Từ cân bằng vật chất của thiết bị phản ứng ta có lượng chất vào bằng lượng chất đi ra khỏi thiết bị phản ứng nên đường kính của ống dẫn hỗn hợp khí vào bằng đường kính hỗn hợp khí ra khỏi thiết bị phản ứng, do đó ta chỉ cần tính đường kính ống dẫn hỗn hợp khí vào theo công thức sau: Với lưu lượng thể tích hỗn hợp khí vào: (m3/h) Tốc độ trung bình của hỗn hợp khí (m/s) Thay các giá trị này vào công thức tính đường kính ống dẫn ta được: (m) quy chuẩn lấy (mm) 6.2 Tính đường kính ống dẫn nước làm mát: Vì lượng nước đi vào thiết bị cũng chính là lượng nước đi ra khỏi thiết bị phản ứng nên đường kính ống dẫn nước vào làm mát cũng chính bằng đường kính ống dẫn nước ra khỏi thiết bị phản ứng. Với lưu lượng nước vào Khối lượng nước ở 180oC là Ta tính được thể tích đi vào trong một giây: (m3/s) Chọn tốc độ nước đi qua ống dẫn (m/s) Vậy đường kính ống dẫn nước làm lạnh là: (m) quy chuẩn lấy (mm) 7. Chọn mặt bích : D - Bích liền bằng thép để nối các phần thiết bị :(hình vẽ ) Db DL h DO Dt dn * Chọn bích để nối các phần thiết bị : Đường kính trong của thân thiết bị Dt = 2600 mm Chọn theo áp suất làm việc p = 0,1.106 (N/m2) Dt = 2600 mm ; D = 2770 mm Db = 2710 mm ; DL = 2670 mm DO = 2619 mm ; h = 35 mm Db = M27 ; Z = 60 cái * chọn bích để nối các bộ phận thiết bị với ống dẩn : - Đối với ống dẩn sản phẩm : p = 0,25.106 (N/m2) Dy = 350 mm ; Dn = 377 mm D = 485 mm ; Db = 445 mm Dt = 415 mm ; h = 22 mm Db = M20 ; z = 12 cái - Đối với ống dẩn nước : Dy = 250 mm ; Dn = 273 mm D = 370 mm ; Db = 335 mm Dt = 312 mm ; h = 22 mm Db = M16 ; z = 12 cái 8. Tính chân đở và tai treo tháp : - Tính khối lượng vỏ tháp : Khối lượng của vỏ được tính theo công thức : (kg) Trong đó : Dn : đường kính ngoài của thân hình trụ, m Dt : đường kính trong của thân hình trụ, m H : Chiều cao của thân hình trụ, m rt : Khối lượng riêng của vật liệu làm thân tháp, Kg/m3. Với vật liệu thép cacbon có rt = 7,85 . 103 Kg/m3 Chiều dày thân tháp là : S = 5 mm Đường kính của thiết bị : D = 2,6 m ị Dn =2,61 m Vậy mT = mT = 1284,213 (Kg) Do đó trọng lượng của thân hình trụ là : PT = mT . g =1284,213 . 9,81 = 12598,129 N Đáy và nắp : Chiều cao của nắp bằng chiều cao của đáy : hN = hĐ = 0,65 m Chiều dày của đáy bằng chiều dày của nắp là : SN = SĐ = 0,006 m Bề mặt bên trong của nắp bằng bề mặt bên trong của đáy : F =7,67 m2 Khối lượng riêng của thép là : rt = 7,85 . 103 Kg/m3 Ta có khối lượng của đáy và nắp là : mĐ = mN = rt . FN . SN = 7,85 . 103 . 7,67 . 6.10-3 = 361 Kg Vậy khối lượng của đáy và nắp là : mĐ + N = 2 . 361 = 722 Kg Do đó ta có trọng lượng cuả đáy và nắp : PĐ + N = mĐ + N . g PĐ + N = 722 . 9,81 = 7082,82 N Trọng lượng bích: + Để nối thân thiết bị với đáy và nắp cần hai cặp bích, khối lượng hai cặp bích được tính như sau: mb. Đ + N = = mb .Đ + N = 702,025 Kg + Để nối các ống dẩn với thiết bị ta cần 4 cặp bích . Cặp bích nối ống dẫn hổn hợp đầu, ống dẫn sản phẩm : mb ống = = Kg . Cặp bích nối ống dẫn nước làm mát vào và ống dẩn nước làm mát ra mb ống = = Kg Tổng khối lượng bích nối các ống dẫn : 50,484 + 33,822 = 84,306 Kg Vậy tổng khối lượng bích trên toàn tháp là : Mb = mb Đ + N + mb ống =702,025 + 84,306 = 786,331 Kg Trọng lượng của bích là : Pb = mb . g = 786,331 . 9,81 = 7713,907 N - Trọng lượng ống chùm : Khối lượng của ống chùm được xác định : (kg) Trong đó : Dn : đường kinh ngoài của ống , m Dt : đường kính trong của ống , m H : chiều cao ống , m rt : khối lượng riêng của vật liệu làm ống , Kg/m3 Với vật liệu thép cacbon có rt = 7,85 . 103 Kg/m3 m = = Kg Số ống trong thiết bị : 823 ống Vậy khối lượng của ống chùm trong toàn thiết bị là : mống chùm = 20,878 . 823 = 17182,594 Kg Vậy trọng lượng của ống chùm : Pống = mống chùm . g = 17182,594 .9,81 =168561,247 N Trọng lượng của toàn tháp là : P = PT + PB + Pống + PĐ + N =12598,129 + 7713,907 +168561,247 +7082,82 = 19,596.104 N đ Chọn 4 chân đỡ : G = N Bề mặt đỡ F.104,m2 Tải trọng cho phép trên bề mặt đỡ G.106 N/m2 L B B1 B2 H h s l d mm 711 300 240 260 370 450 226 18 110 34 Bảng 20: .,,HHHff PHầN iii THIếT Kế XÂY DựNG CHọN ĐịA ĐIểM XÂY DựNG : Xác định địa điểm xây dựng hợp lý sẽ tạo điều kiện tốt cho giai đoạn đầu tư, là cơ sở sản xuất kinh doanh của nhà máy, vốn đầu tư cũng như giá thành sản phẩm của nhà máy, trong giai đoạn trước mắt cũng như kế hoạch lâu dài. I. YÊU CầU CHUNG 1. Địa điểm xây dựng phải phù hợp với quy hoạch vùng, lãnh thổ, quy hoạch cụm kinh tế công nghiệp đã được các cấp có thẩm quyền phê duyệt. Tạo điều kiện phát huy tối đa công suất của nhà máy và khả năng hợp tác sản xuất của nhà máy với các nhà máy khác. 2. Địa điểm lựa chọn xây dựng phải đảm bảo gần các nguồn cung cấp nguyên liệu cho sản xuất và gần nơi tiêu thụ sản phẩm của nhà máy, gần các nguồn cung cấp năng lượng như điện, nước, than, Như vậy sẽ hạn chế tối đa các chi phí cho vận chuyển, hạ giá thành sản phẩm góp phần thúc đẩy sự phát triển của nhà máy. 3. Địa điểm xây dựng phải đảm bảo sự hoạt động liên tục của nhà máy. 4. Địa điểm xây dựng phải đảm bảo việc thoát nước dể dàng, không ảnh hưởng đến nguồn nước sạch của các khu dân cư xung quanh. 5. Đảm bảo gần đường giao thông chính để việc vận tải chuyên chởdung dịch thuận tiện, đảm bảo sự hoạt động của phân xưởng . Có khả năng cung cấp vật liệu, vật tư xây dựng để giảm chi phí giá thành đầu tư xây dựng cơ bản của nhà máy, hạn chế tối đa lượng vận chuyển vật tư xây dựng từ nơi xa đến. 6. Đảm bảo nguồn nhân lực trong sản xuất ,có khả năng cung ứng công nhân trong quá trình xây dựng nhà máy cũng như vận hành nhà máy sau này. Do vậy quá trình thiết kế cần phải chú ý xác định số công nhân ở các địa phương lân cận trong quá trình đô thị hoá. ii. yêu cầu về khu đất xây dựng : * Về địa hình : Chọn khu đất có hình dạng, kích thước thuận lợi cho việc xây dựng trước mắt cũng như việc mở rộng nhà máy trong tương lai. Kích thước hình dạng và quy mô diện tích của khu đất nếu không hợp lý sẽ gây nhiều khó khăn trong quá trình thiết kế, bố trí các hạng mục công trình trên mặt bằng khu đất đó. Do đó khi lựa chọn khu đất để xây dựng nhà máy thì khu đất phải đảm bảo được các yêu cầu sau: + Khu đất phải cao ráo, tránh ngập lụt trong mùa mưa lũ, có mức nước ngầm thấp tạo điều kiện tốt cho việc thoát nước thải và nước mưa dễ dàng. + Khu đất phải tương đối bằng phẳng và có độ dốc tự nhiên tốt nhất là i=0,51% để hạn chế tối đa do cho kinh phí san lấp mặt bằng. * Về địa chất : Khu đất lựa chọn không nằm trên các vùng có mỏ khoáng sản hoặc địa chất không ổn định (như có hiện tượng động đất, xói mòn hay hiện tượng cát chảy,). Cường độ khu đất xây dựng tốt nhất là 1,52,5 kg/cm2. Nên xây dựng trên nền đất sét, đất đá ong, đất đồi, Để giảm tối đa chi phí gia cố nền móng của các hạng mục công trình có tải trọng bản thân và tải trọng động lớn. iii. các yêu cầu về môi trường và vệ sinh công nghiệp : Khi địa điểm xây dựng nhà máy được lựa chọn cần xét đến quan hệ mật thiết giữa khu dân cư đô thị và khu công nghiệp. Bởi vì trong quá trình sản xuất của nhà máy không tránh khỏi việc thải ra các chất độc hại như: khí độc, nước bẩn, khói bụi, tiếng ồn, hoặc các yếu tố bất lợi khác như: hiện tượng cháy nổ, ô nhiễm môi trường, Địa điểm xây dựng nhà máy phải đảm bảo các yêu cầu quy phạm, quy định về bảo vệ môi trường vệ sinh công nghiệp, chú ý khoảng cách bảo vệ, tuyệt đối không được xây dựng các công trình công cộng hoặc công viên, phải trồng cây xanh để hạn chế tác hại của khu công nghiệp gây nên. Vị trí xây dựng thường phải nằm cuối hướng gió chủ đạo, nguồn nước thải của nhà máy được xử lý phải ở hạ lưu và cách bến dùng nước của dân cư tối thiểu là 500m. Từ các điều kiện trên, áp dụng với điều kiện địa hình ở Việt Nam, với nhà máy lọc dầu số 1 Dung Quất đang được xây dựng , ta nên lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy tại Quảng Ngãi, gần nhà máy lọc dầu để thuận tiện cho đường vận chuyển nguyên liệu C2H2, vận chuyển sản phẩm bằng đường biển. Đồng thời tạo điều kiện công việc cho công nhân địa phương, phát triển các vùng lân cận góp phần phát triển kinh tế tỉnh. b. thiết kế tổng mặt bằng nhà máy : i. yêu cầu thiết kế tổng mặt bằng nhà máy : Để có được phương án tối ưu khi thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng nhà công nghiệp cần phải thoả mãn các yêu cầu cụ thể sau: + Giải pháp thiết kế tổng mặt bằng nhà máy phải đáp ứng được mức cao nhất của dây truyền công nghệ sao cho chiều dài dây chuyền sản xuất ngắn nhất, không trùng lặp lộn xộn, hạn chế tối đa sự giao nhau. Bảo đảm mối liên hệ mật thiết giữa các hạng mục công trình với hệ thống giao thông các mạng lưới cung cấp kỹ thuật khác bên trong và bên ngoài nhà máy. + Trên khu đất xây dựng nhà máy phải được phân thành các khu vực chức năng theo đặc điểm của sản xuất, yêu cầu vệ sinh, đặc điểm sự cố, khối lượng phương tiện vận chuyển, mật độ công nhân, tạo điều kiện tốt cho việc quản lý vận hành của các khu vực chức năng. + Diện tích khu đất xây dựng được tính toán thoả mãn mọi yêu cầu đòi hỏi của dây chuyền công nghệ trên cơ sở bố trí hợp lý các hạng mục công trình, tăng cường vận dụng các khả năng hợp khối nâng tầng sử dụng tối đa các diện tích không xây dựng để trồng cây xanh, tổ chức môi trường công nghiệp và định hướng phát triển mở rộng nhà máy trong tương lai. + Tổ chức hệ thống giao thông vận chuyển hợp lý, phù hợp với dây chuyền công nghệ, đặc tính hàng hoá đáp ứng mọi yêu cầu sản xuất và quản lý, luồng người, luồng hàng phải ngắn nhất không trùng lặp hoặc cắt nhau. Ngoài ra còn phải chú ý khai thác phù hợp với mạng lưới giao thông quốc gia cũng như của các cụm nhà máy lân cận. + Phải thoả mãn các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, hạn chế tối đa các sự cố sản xuất, đảm bảo yêu cầu vệ sinh môi trường bằng các giải pháp phân khu chức năng, bố trí hướng nhà hợp lý theo hướng gió chủ đạo của khu đất. Khoảng cách của các hạng mục công trình phải tuân theo quy phạm thiết kế, tạo mọi điều kiện cho việc thông thoáng tự nhiên, hạn chế bức xạ nhiệt của mặt trời truyền vào nhà. + Khai thác triệt để các đặc điểm địa hình tự nhiên, đặc điểm khí hậu địa phương nhằm giảm đến mức có thể chi phí san nền, xử lý nền đất, tiêu thuỷ, xử lý các công trình ngầm khi bố trí các hạng mục công trình. + Phải đảm bảo tốt mối quan hệ hợp tác mật thiết với các nhà máy lân cận trong khu công nghiệp với việc sử dụng chung các công trình đảm bảo kỹ thuật, xử lý chất thải, chông ô nhiễm môi trường cũng như các công trình hành chính phục vụ công cộng, nhằm mang lại hiệu quả kinh tế, hạn chế vốn đầu tư xây dựng nhà máy và tiết kiệm diện tích xây dựng. + Phân chia thời kỳ xây dựng hợp lý, tạo điều kiện thi công nhanh, sớm đưa nhà máy vào sản xuất, nhanh chóng hoàn vốn đầu tư xây dựng. + Bảo đảm các yêu cầu thẩm mỹ của từng công trình tổng thể nhà máy. Hoà nhập, đóng góp cảnh quan xung quanh tạo thành khung cảnh kiến trúc công nghiệp đô thị. Để dễ dàng quản lý theo ngành, theo các xưởng, theo các công đoạn của dây chuyền sản xuất của nhà máy, đảm bảo được các yêu cầu về vệ sinh công nghiệp, dễ dàng xử lý được các bộ phận phát sinh các điều kiện bất lợi trong quá trình sản xuất như khí độc, bụi, cháy, nổ, Để dễ dàng bố trí hệ thống giao thông, thuận lợi trong quá trình phát triển của nhà máy ta thiết kế xây dựng nhà máy theo phương pháp phân vùng ii. nguyên tắc phân vùng : Tuỳ theo đặc thù sản xuất của nhà máy mà người thiết kế sẽ tận dụng phương pháp phân vùng cho hợp lý. Trong thực tế thiết kế biện pháp phân chia khu đất thành các vùng theo đặc điểm sử dụng là phổ biến nhất. Tổng mặt bằng của nhà máy được phân thành 4 vùng chủ yếu: Vùng trước nhà máy Vùng sản xuất Vùng phụ trợ phục vụ sản xuất Vùng kho tàng và phục vụ giao thông 1. Vùng trước nhà máy : Nơi bố trí các nhà hành chính quản lý, phục vụ sinh hoạt, cổng ra vào, ga ôtô, xe đạp ,đối với các nhà máy có quy mô nhỏ hoặc mức độ hợp khối lớn, vùng trước nhà máy hầu như được dành diện tích cho bãi đỗ xe ôtô, xe gắn máy, xe đạp, cổng bảo vệ, bản tin và cây xanh cảnh quan. Diện tích vùng này tuỳ theo đặc điểm sản xuất quy mô của nhà máy có diện tích từ 4-20% diện tích toàn nhà máy 2. Vùng sản xuất : Nơi bố trí các nhà và công trình nằm trong dây chuyền sản xuất chính của nhà máy, như các xưởng sản xuất chính, phụ, sản xuất phụ trợ, Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy diện tích vùng này chiếm từ 22-52% diện tích của nhà máy. Đây là vùng quan trọng nhất của nhà máy nên khi bố trí cần lưu ý một số điểm sau: – Khu đất được ưu tiên về điều kiện địa hình, địa chất cũng như về hướng. – Các nhà sản xuất chính, phụ, phụ trợ sản xuất có nhiều công nhân nên bố trí gần phía cổng hoặc gần trục giao thông chính của nhà máy và đặc biệt ưu tiên về hướng. – Các nhà xưởng trong quá trình sản xuất gây ra các tác động xấu như tiếng ồn lớn, lượng bụi, nhiệt thải ra nhiều hoặc dễ có sự cố (dễ cháy, dễ nổ hoặc rò rỉ các hoá chất bất lợi) nên đặt ở cuối hướng gió và tuân thủ chặt chẽ theo quy phạm an toàn vệ sinh công nghiệp. 3. Vùng các công trình phụ : Nơi đặt các nhà và công trình cung cấp năng lượng bao gồm các công trình cung cấp điện, hơi, nước, xử lý nước thải và các công trình bảo quản kỹ thuật khác. Tuỳ theo mức độ của công nghệ yêu cầu vùng này có diện tích từ 18-24% diện tích nhà máy. Khi bố trí các công trình trên vùng này người thiết kế cần lưu ý một số điểm sau: – Hạn chế tối đa chiều dài của hệ thống cung cấp kỹ thuật bằng cách bố trí hợp lý giữa nơi cung cấp và nơi tiêu thụ năng lượng (khai thác tối đa hệ thống cung cấp ở trên không và ngầm dưới mặt đất). – Tác dụng các khu đất không lợi về hướng hoặc giao thông để bố trí các công trình phụ. – Các công trình có nhiều bụi, khói hoặc chất thải bất lợi đều phải chú ý bố trí cuối hướng gió chủ đạo. 4. Vùng kho tàng và phục vụ giao thông : Trên đó, bố trí các hệ thống kho tàng, bến bãi, các cầu bốc dỡ hàng hoá, sân ga nhà máy, Tuỳ theo đặc điểm sản xuất và quy mô của nhà máy vùng này thường chiếm từ 23-37% diện tích nhà máy. Khi bố trí vùng này người thiết kế cần lưu ý một số điểm sau: – Cho phép bố trí các công trình trên vùng đất không ưu tiên về hướng. Nhưng phải phù hợp với các nơi tập kết nguyên liệu và sản phẩm của nhà máy để dễ dàng thuận tiên cho việc nhập, xuất hàng của nhà máy. – Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, do đặc điểm và yêu cầu của dây chuyền công nghệ hệ thống kho tàng có thể bố trí gắn liền trực tiếp với bộ phận sản xuất. Vì vậy, người thiết kế có thể bố trí một phần hệ thống kho tàng nằm ngay trong khu vực sản xuất. iii. nguyên tắc hợp khối : Để tiết kiệm đất xây dựng, số lượng công trình giảm, thuận lợi cho quy hoạch mặt bằng chung, rút ngắn mạng lưới giao thông vận chuyển, giảm giá thành, rút ngắn thời gian xây dựng, năng suất lao động tăng ta dùng các nguyên tắc hợp khối các công trình. Nguyên tắc hợp khối là thiết kế tập trung các nhà sản xuất có dây chuyền sản xuất, tính chất và đặc điểm của sản xuất giống nhau, liên quan đến nhau vào trong mái nhà. c. thiết kế nhà sản xuất : 1. Giới thiệu các yêu cầu thiết kế : Dây chuyền sản xuất VC bao gồm chủ yếu là các thiết bị dạng tháp, thiết bị cao nhất là tháp chưng luyện cao 6m. Ngoài ra còn có các thiết bị chưng cất, ngưng tụ, thùng chứa, bơm, ở mỗi tháp trong dây chuyền đều có các sàn thao tác và hệ thống cầu thang. Các thiết bị ngưng tụ, hồi lưu đặt ở trên cao đều có các giá đỡ. Các đường ống dẫn khí, lỏng đặt trên cao đều có dàn đỡ. 2. Các yêu cầu thiết kế mặt bằng : - Thoả mãn các yêu cầu về công nghệ, bố trí sản xuất hợp lý, dễ thao tác và dễ di chuyển. - Các bộ phận liên hệ trực tiếp được với nhau, đảm bảo vận chuyển trong và ngoài thuận tiện phù hợp với dây truyền sản xuất. - Đảm bảo điều kiện làm việc cho công nhân, tận dụng triệt để ánh sáng tự nhiên, thoáng khí để thoát nhanh khí độc, nhiệt thừa ra ngoài. Bảo đảm vệ sinh công nghiệp và an toàn lao động. - Xác định hệ thống lấy cột, hình dạng lưới cột, hình dạng mặt bằng theo yêu cầu thống nhất của xây dựng công nghiệp. - Bảo đảm yêu cầu phát triển mở rộng của nhà máy trong tươmg lai, dự kiến trước hướng phát triển, mở rộng để tận dụng không phải sửa chữa, phá bỏ đi. Phân xưởng sản xuất được thiết kế theo kiểu khung thép và được đặt bán lộ thiên – lộ thiên. + Thiết bị phản ứng chính có đường kính ngoài là 2600 mm. + Khoảng cách an toàn để lắp đặt là 2m. + Khoảng cách giao thông bố trí là 2m mỗi bên. + Khoảng cách giao thông ở giữa là 3m. + Chiều dài nhà sản xuất xác định theo kích thước thiết bị bố trí dọc nhà . + Chiều dài nhà là 36m + Nhịp nhà L = 18m. + Chiều cao H = 6m. + Lưới cột B = 6 x 6m. + Diện tích nhà sản xuất 2 tầng là :2 x (36 x18) = 1296 m2. + Các thiết bị chính như thiết bị phản ứng chính, thiết bị gia nhiệt và hệ thống các thiết bị ngưng tụ, được đặt trong nhà, còn hệ thống các tháp chưng có thể được đặt ngoài trời. 3. Giới thiệu mặt cắt : + Đảm bảo không gian cho nhà sản xuất + Lựa chọn hình thức kết cấu và vật liệu xây dựng thích hơp. + Giải quyết tốt thông gió và chiếu sáng tự nhiên trong nhà . + Giải quyết tốt phương án thoát nước mưa trên nhà . 4. Giải pháp kết cấu chịu lực nhà sản xuất : a. Cột : Cột là kết cấu chính chịu lực của khung, nó chịu tải trọng của mái, cần trục, tường và tải trọng mưa, gió truyền vào và đưa xuống móng cho nên ta chọn cột một thân nhà không có cần trục. Cột biên có kích thước thiết diện : 400 x 400 (mm) Cột giữa có kích thước thiết diện : 400 x 400 (mm) b. Dầm móng : Dầm móng là kết cấu gối lên móng hay vai cột ở vị trí dưới cột 60.00 để đở tường và truyền tải trọng của tường lên cột móng, kích thước 250 x 400 mm. c. Mái : Dầm hai mái dốc (hay dầm dốc hai phía). Loại này có nhịp lớn làm bằng panen lắp ghép theo tiêu chuẩn. 5. Phương pháp bao che nhà sản xuất : - Kết cấu chịu lực : + Sử dụng bê tông cốt thép toàn khối. + Cột bê tông cốt thép nhà không có cần trục có kích thước tiết diện là 400 x 400 mm. Móng trục bê tông cốt thép đổ toàn khối tại chổ theo kích thước cột. + Dầm móng đặt nền móng có kích thước 250 x400 mm. + Dầm sàng bê tông cốt thép đổ toàn khối có kích thước dầm chính 400 x 600 mm. Dầm phụ 250 x 400 mm. - Mái che bằng bê tông cốt thép ghép, có độ dốc i = 1 4 12%. - Nền là loại nền xi măng và bê tông, loại nền này chịu được khoáng chất, hợp chất vô cơ và kiềm yếu. 6. Giao thông trong nhà máy và các đường ống : Đường giao thông trong nhà máy chủ yếu là đường bộ, đường ô tô. Đường ô tô được đổ bằng bê tông nhựa có hai làn xe mỗi làn 4,5 m, một đầu nối với đường quốc lộ, một đầu nối với trục đường phụ xung quanh nhà máy. Đường giao thông có bề rộng là 6m, vỉa hè đi bộ có bể rộng1,5m. Trong nhà máy có đường nối liền các khu với nhau đảm bảo mật độ giao thông vận chuyển các vật tư nguyên liệu được dễ dàng và thuận tiện. Hai bên đường trồng cây cảnh và các vườn hoa đảm bảo cảnh quan cho môi trường nhà máy. Các đường ống chính trong nhà máy như đường ống cấp nước phục vụ sản xuất, sinh hoạt, đường ống nước thải, các đường ống dẫn nguyên liệu lỏng, khí đặt trên mặt đất và ngầm dưới mặt đất. Kết cấu các công trình xây dựng như nhà hành chính, hội trường, nhà ăn, bộ phận vệ sinh, nước sinh hoạt là nhà mái bằng tường gạch cột bê tông, nhà hành chính, nhà sản xuất, nhà ăn và hội trường xây hai tầng, còn lại là nhà một tầng. 7. Giải pháp thiết kế : Vì theo tính chất của nhà máy là rất gây cháy nổ và độc hại nên ta thiết kế sao cho cửa mái và các cửa sổ có cánh cửa đóng mở được để thông gió, thải nhiệt thừa, khí độc bụi từ trong nhà ra ngoài, phải triệt để chiếu sáng tự nhiên. Bảo đảm vệ sinh trong công nghiệp và an toàn trong sản xuất. - Phải chọn hướng nhà hợp lý đón được hướng gió về mùa hè. - Đối với các xưởng nóng, khi chiều cao nhà lớn hơn 7,2 m, chiều rộng nhỏ hơn 40 m, nên bỏ lớp cách nhiệt từ trong nhà ra ngoài là kinh tế hơn. - Các xưởng nóng bụi, độc nên làm cửa mái và có tấm chắn gió bên cửa mái để tăng hiệu ứng đối lưu để hút không khí từ trong nhà ra ngoài nhà. - Nên thiết kế phân xưởng hai tầng trở lên . + Tầng dưới làm cửa sổ quay theo trục quay ngang ở giữa, mở được ở vị trí nằm ngang và nghiên 45o. + Tầng trên nên làm cửa sổ quay theo trục quay ngang bản lề ở trên hoặc làm lỗ thoáng, đặt gần kết cấu mái để không khí nóng, bẩn không tích tụ lại phía trên cửa xưởng. + Đặt đường ống dẫn nhiệt chính đi ở ngoài nhà, dẫn các đường ống nhánh vào nhà để đở tổn thất nhiệt gây nóng nhà. + Kết hợp chiếu sáng tự nhiên qua các cửa sổ bên và cửa mái để ánh sáng đều và tốt hơn dùng kính chống nóng để lấy ánh sáng. + Phải tổ chức lau cửa sổ, cửa kính, cửa mái thường xuyên sơn trần và tường để tận dụng sự chiếu sáng tự nhiên. Khi sơn phải chú ý đến sự điều hoà màu sắc, sự phản chiếu và bối cảnh tương phản trong nhà sản xuất. Nên chọn các màu sáng nhạt, dịu, mát, tránh những màu quá chói tương phản nhau để bảo vệ mắt và không gây mệt mỏi cho công nhân. d. một số yêu cầu khi xây dựng nhà máy : Phải phù hợp với dây chuyền sản xuất, nghĩa là phải đảm bảo giữa công nghệ và xây dựng, khi bố trí phải đảm bảo dây chuyền sản xuất là ngắn nhất mà không cắt nhau chồng chéo lên nhau. Bố trí thiết bị ngắn gọn, nhà cửa xây dựng đúng quy cách chắc chắn cho khoảng vài chục năm. Các ống thải khí được đặt cuối đường gió, đảm bảo chiều cao để các khí thải được khuếch tán đi xa. Bố trí các đường cấp nhiên liệu, nguyên liệu và các đường dây cung cấp năng lượng cho phân xưởng sản xuất phải thuận tiện, hợp lý và an toàn, kho nguyên liệu phải đặt ở đầu dây chuyền, kho sản phẩm đặt ở cuối dây chuyền. Vậy ngành công nghiệp polime ở nước ta đang bước vào thời kỳ mới mà cả nước thực hiện công nghiệp hoá, hiên đại hoá .Nhà máy sản xuất VC là một phần rất quang trọng của công nghiệp polime. Nó được xây dựng tại khu Dung Quất.Vì vậy chọn địa điểm xây dựng nhà máy và nghiên cứu ảnh hưởng của các nhân tố tự nhiên đến nhà máy là những vấn đề rất quang trọng đòi hỏi chính phủ ,các chuyên gia, các nhà kỷ thuật, thiết kế phải đặc biệt quan tâm . Từ các dữ liệu này thiết kế được mặt bằng nhà máy với các hạng mục công trình sau: Bảng 21: Các hạng mục công trình của nhà máy STT Tên công trình Số lượng Dài x Rộng Diện tích(m2) 1 Nhà sản xuất 1 24x18 432 2 Nhà ăn và hội trường 1 18x12 216 3 Nhà để xe 2 24x9 432 4 Phòng bảo vệ 3 6x6 108 5 Nhà hành chính 1 24 x12 288 6 Nhà cứu hoả 1 12x9 108 7 Quản lý và điều hành px 1 18 x6 108 8 Phòng vệ sinh, tắm 1 18x6 108 9 Khu điện 1 12x9 108 10 Khu nước 1 12 x 9 108 11 Phân xưởng phụ trợ 1 24x12 288 12 Kho vật tư 1 12x9 108 13 Bể chứa sản phẩm chính 1 36x24 864 14 Bể chứa sản phẩm phụ 1 18x6 108 15 Bể chứa nguyên liệu 1 36x24 864 16 Trung tâm nghiên cứu 1 12x9 108 17 Nhà xử lý nước thải 1 12 x9 108 18 Nhà xử lý khí thải 1 12 x9 108 19 Trạm y tế 1 12x9 108 20 Khu nhập xuất 1 36x24 864 Tổng diện tích 5544 Diện tích tổng mặt bằng nhà máy: 5544 x 4 = 22176 ( m2 ) Diện tích chiếm đất trên mặt bằng của các đường ống kỷ thuật, của các khu đất trồng cây xanh và đường đi trong tổng mặt bằng là : 10806 (m2) Hệ số xây dựng : Kxd = Hệ số sử dụng : Ksd = Phần iv An toàn lao động trong phân xưởng 1. Mục đích : Tổ chức an toàn và bảo hộ lao động trong nhà máy là một công việc không thể tách rời khỏi sản xuất. Bảo vệ tốt sức khoẻ lao động cho người sản xuất, cho phép đẩy mạnh sức sản xuất nâng cao năng xuất lao động. 2. Công tác đảm bảo an toàn lao động : Công tác giáo dục tư tưởng : Công tác bảo hộ lao động mang tính chất quần chúng vì vậy công tác này phần lớn là do quần chúng tự giác thực hiện. Phân xưởng phải thường xuyên giáo dục để mọi người thấm nhuần các nội qui của nhà máy về công tác bảo hộ lao động, đồng thời thường xuyên kiểm tra thực hiện quy định, an toàn khi thao tác, kịp thời giải quyết các sự cố khi xảy ra. Có bồi dưỡng cho công nhân làm việc ca đêm và độc hại. Trang bị phòng hộ lao động : Trong nhà máy nhất là trong phân xưởng sản xuất VC việc cấp phát đầy đủ các trang tiết bị về an toàn lao đọng như quần áo, giầy, mủ, găng tay là cần thiết. Đây là các yếu tố ngăn ngừa các tai nạn lao động và các bệnh nghề nghiệp.Đồng thời còn nhắc nhở thường xuyên kiểm tra việc thực hiện của công nhân trong vấn đề này. 3. Các biện pháp kỹ thuật : a. Nguyên nhân xảy ra tai nạn lao động: + Thường do các nguyên nhân chính sau khi đo kĩ thuật, do tổ chức, do vệ sinh công nghiệp. + Trong nhà máy sản xuất VC bị ô nhiễm chủ yếu bởi khí Hydrocacbon C2H2, HCl. + ảnh hưởng bởi các khí phụ, bụi. Để chống bụi cần thiết phải sử dụng các biện pháp tối thiểu sau: + Cơ khí hoá, tự động hoá quá trình sản xuất để hạn chế tác dụng của các hợp chất độc hại. + Bao kín thiết bị. + Thay đổi phương pháp, công nghệ làm sạch. + Thông gió hút bụi. + Bảo đảm vệ sinh công nghiệp. Do trong nhà máy sử dung nguyên liệu đầu là các hợp chất dễ cháy nổ và độc hại nên cần thiết phải đảm bảo an toàn. Nếu khối lượng lớn khí tạo ra áp suất cao dẫn đến nổ có thể gây chấn thương cho công nhân thậm chí phá huỷ phân xưởng. Như vậy có thể nói rằng phòng chống cháy nổ là khâu rất quan trọng để đảm bảo an toàn cho phân xưởng. Các biện pháp cần thiết để phòng chống cháy nổ: + Thay khâu sản xuất nguy hiểm bằng khâu ít nguy hiểm. + Cơ khí hoá, tự động hoá các quá trình sản xuất có tính chất nguy hiểm để đảm bảo an toàn. + Thiết bị đảm bảo kín hạn chế hơi, khí cháy thoát ra khu sản xuất. + Loại trừ khả năng phát sinh mồi lửa tại những nơi có liên quan tới cháy nổ. Khả năng tạo nồng độ nguy hiểm của các chất cháy. + Tại những nơi có thể gây cháy nổ cần đặt biển cấm, dụng cụ chữa cháy ở những nơi dễ thấy và thuận tiện thao tác. + Xây dựng đội ngũ chữa cháy chuyên nghiệp và nghiệp dư thường xuyên kiểm tra diễn tập. + Khi có sự cố cháy nổ xảy ra, tuỳ tính chất nguy hiểm của nơi tạo cháy, cần phải nhanh chóng thi hành các biện pháp kỹ thuật cần thiết ở những khu vực lân cận như ngừng công tắc, cắt điện, phát tín hiệu cấp cứu, chữa cháy. Trên đây chỉ là một số biện pháp tối thiểu trong công tác phòng chống cháy nổ, bảo hộ lao động trong nhà máy song cần thiết phải tuyên truyền mọi người thực hiện tốt biện pháp phòng ngừa, đảm bảo an toàn trong quá trình sản xuất. b. Các biện pháp kỹ thuật : Thực hiện nghiêm chỉnh chế độ bảo dưỡng máy móc đúng định kỳ. Trang thiết bị đầy đủ các công cụ sản xuất đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. Các dụng cụ thiết bị điện phải che chắn đúng kỹ thuật, đảm bảo an toàn . Các hệ thống chuyển động như môtơ phải bao che chắc chắn. Kiểm tra nguyên vật liệu khi đưa vào sản xuất Trang bị và bảo dưỡng thường xuyên các van, bộ phận động Thường xuyên kiểm tra ống dẫn nguyên liệu và sản phẩm Tuyệt đối tuân theo các yêu cầu công nghệ Sử dụng các hoá chất dể cháy nổ,gây bổng phải tuyệt đối cẩn thận c. Công tác vệ sinh : Cần làm tốt vệ sinh lao động để tránh những bệnh nghề nghiệp. Trong quá trình sản xuất phải có hệ thống thông gió chiếu sáng cho phân xưởng. - Hệ thống thông gió : Trong quá trình vận hành máy móc, có quá trình ra nhiệt, phát sinh nhiệt, có các khí độc hại do dó phải có biển pháp thông gió cho từng công đoạn, ngoài thông gió tự nhiên cần bố trí hệ thống hút gió (quạt gió loại 4000 m3/h) - Hệ thống chiếu sáng : Cần đảm bảo yêú tố sáng tự nhiên và nhân tạo để tạo điều kiện cho công nhân được thoải mái và năng suất cao, chính xác, tránh được bệnh nghề nghiệp. Làm việc ca đêm cần đảm bảo ánh sáng cho phân xưởng. - Hệ thống vệ sinh cá nhân : Phân xưởng có khu vệ sinh riêng ở mỗi tầng gồm có phòng thay quáo,tắm rửa, vệ sinh đảm bảo sức khoẻ cho công nhân khi sản xuất . Vậy để nâng cao năng suất lao động đem lại hiệu quả kinh tế cho xã hội cần phải chăm lo đến cuộc sống sức khoẻ và nhu cầu của người lao động. Điều kiện làm việc thoải mái, sức khoẻ đảm bảo sẽ giúp cho mọi người hăng hái trong lao động sản xuất. Phần v Tự động hoá Mục đích và ý nghĩa: Tự động điều chỉnh là qúa trình ứng dụng các dụng cụ, các thiết bị và các máy móc tự động điều khiển vào công nghệ. Những phương tiện kỹ thuật này nhằm cho phép thực hiện những qúa trình công nghệ theo một chương trình tiêu chuẩn đã được tạo dựng phù hợp với công nghệ. Đảm bảo cho máy móc, thiết bị hoạt động theo chế độ tối ưu nhất, việc tự động hoá không chỉ làm đơn giản các thao tác sản xuất, tránh được nhầm lẫn, tăng năng suất lao động và cho phép giảm số lượng công nhân mà còn có biện pháp hữu hiệu trong an toàn lao động. Để đảm bảo các yêu cầu trên thì việc sử dụng hệ thống tự động đo lường và các biện pháp tự động hoá trong sản xuất không chỉ là một vấn đề cần thiết mà còn có tính chất bắt buộc đối với công nghệ này. Trong khi hoạt động chỉ một thiết bị không ổn định thì chế độ công nghệ của cả dây chuyền bị phá vỡ. Trong nhiều trường hợp phải ngừng hoạt động của cả dây chuyền để sửa chữa chỉ vì một thiết bị. Như vậy từ đây cho thấy đo lường tự động và tự động hoá trong dây chuyền công nghệ là một vấn đề hết sức quan trọng. Nó không chỉ tăng năng suất của công nghệ, công suất thiết bị mà là cơ sở để vận hành công nghệ tối ưu nhất, tăng hiệu quả thu hồi sản phẩm đồng thời giảm đáng kể các chi phí khác, đảm bảo an toàn cho nhà máy sản xuất, nhờ có tự động hoá mà nhiều nơi có thể xảy ra các hiện tượng cháy nổ hay rò rỉ hơi, sản phẩm độc hại ra ngoài được điều khiển tự động, tự động kiểm tra, tránh được việc sử dụng công nhân. Tự động hoá đảm bảo các thao tác điều khiển các thiết bị công nghệ một cách chính xác, tránh được sự cố xảy ra trong thao tác điều khiển, tự động báo động khi có sự cố xảy ra. * Các ký hiệu dùng trong tự động hoá: Dụng cụ đo nhiệt độ t0 Dụng cụ đo áp suất Dụng cụ đo lưu lượng Dụng cụ đo nhiệt độ hiển thị tại trung tâm điều khiển TI Dụng cụ đo nhiệt độ truyền xa tại trung tâm điều khiển TT Thiết bị đo áp suất tự động điều chỉnh (van an toàn) Pcz Bộ điều chỉnh mức chất lỏng tự ghi có báo động khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển LRA Bộ điều chỉnh áp suất tự ghi và hiển thị, khí cụ lắp tại trung tâm điều khiển PIR Cơ cấu điều chỉnh. Cơ cấu chấp hành. Tự động mở khi mất tín hiệu. Tự động đóng khi mất tín hiệu. Giữ nguyên. Hệ thống điều chỉnh tự động bao gồm đối tượng điều chỉnh và bộ điều chỉnh. Bộ điều chỉnh có thể bao gồm bộ cảm biến và bộ khuếch đại. Bộ cảm biến dùng để phản ánh sự sai lệch các thông số điều chỉnh so với giá trị cho trước và biến đổi thành tín hiệu. Bộ khuếch đại làm nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu của bộ cảm biến đến giá trị có thể điều chỉnh cơ quan điều khiển, cơ quan này tác động lên đối tượng nhằm xoá đi độ sai lệch của các thông số điều chỉnh. Các dạng tự động hoá: 2.1. Tự động kiểm tra và tự động bảo vệ: Tự động kiểm tra các thông số công nghệ (nhiệt độ, áp suất, lưu lượng, nồng độ,) kiểm tra các thông số công nghệ đó có thay đổi hay không. Nếu có thì cảnh báo chỉ thị ghi giá trị thay đổi đó. Có thể biểu diễn sơ đồ tự động kiểm tra và tự động điều chỉnh như sau: ĐT CB BDK N C CT G PL 1 2 3 4 5.1 5.2 5.3 5.4 5 1. Đối tượng điều chỉnh. 5.1. Cảnh báo. 2. Cảm biến đối tượng. 5.2. Chỉ thị bằng kim loại hoặc số. 3. Bộ khuếch đại. 5.3. Ghi lại sự thay đổi. 4. Nguồn cung cấp năng lượng. 5.4. Phân loại. 5. Cơ cấu chấp hành. ĐT CB SS BĐ N 1 2 3 5 4 2.2. Dạng tự động điều khiển: Sơ đồ cấu trúc: 1. Đối tượng điều chỉnh. 2. Cảm biến đối tượng. 3. Bộ khuếch đại. 4. Nguồn cung cấp năng lượng. 5. Bộ đặt cho phép ta đặt tín hiệu điều khiển, nó là một tổ chức các tác động có định hướng điều khiển tự động. ĐT CB SS BĐ CCCC BK N 1 2 6 5 7 3 4 Dạng tự động điều chỉnh: Sơ đồ cấu trúc: 1. Đối tượng điều chỉnh. 2. Cảm biến đối tượng. 3. Bộ khuyếch đại. 4. Nguồn cung cấp năng lượng. 5. Bộ đặt. 6. Bộ so sánh. 7. Cơ cấu chấp hành. Trong tất cả các dạng tự dộng điều khiển thường sử dụng nhất là kiểu hệ thống tự động điều khiển có tín hiệu phản hồi (mạch điều khiển khép kín). Giá trị thông tin đầu ra của thiết bị dựa trên sự khác nhau giữa các giá trị đo được của biến điều khiển với giá trị tiêu chuẩn. Sơ đồ được mô tả như sau: N Đại lượng ra Đại lượng đặt X Y XĐC X Phản hồi XCB Sơ đồ mạch điều khiển phản hồi. Y: Đại lượng đặt. ĐT: Phần tử đặt trị. X: Đại lượng ra. ĐC: Phần tử điều chỉnh. N: Tác nhân nhiễu. XCB: Giá trị cảm biến. O: Đối tượng điều chỉnh. XĐT: Giá trị đặt trị. XPH: Tín hiệu phản hồi. X(trị số) = XĐT - XCB CB: Cảm biến. SS: Phần tử so sánh. Phần tử cảm biến: Là phần tử làm nhiệm vụ nhận tín hiệu điều chỉnh X và dịch chuyển nó ra một dạng thông số khác cho phù hợp với thiết bị điều chỉnh. Phần tử đặt giá trị: Là bộ phận ấn định các thông số cần duy trì hoặc giá trị phạm vi các thông số cần duy trì (XĐT). Khi thông số vận hành lệch ra khỏi giá trị đó thì thiết bị điều chỉnh tự động phải điều chỉnh lại các thông số cho phù hợp, thường trên bộ đặt trị có thiết kế các vít hoặc công tắc để người điều chỉnh dễ dàng thay đổi các giá trị (đặt các thông số điều chỉnh) cho phù hợp khi vận hành. Phần tử so sánh: là cơ cấu tiếp nhận giá trị của phần tử định trị qui định (XĐT) so sánh với giá trị thông số nhận được từ cảm biến XCB, xác định sai lệch của hai thông số X = XĐT - XCB để đưa tín hiệu vào cơ cấu điều chỉnh. Cơ cấu điều chỉnh: Có nhiệm vụ biến các tín hiệu đã nhận về sai lệch X để gây ra tác động điều chỉnh trực tiếp. Giá trị điều chỉnh được thay đổi liên tục tương ứng với sự thay đổi liên tục của cơ cấu điều chỉnh. Cấu tạo của một thiết bị tự động: 4.1. Bộ cảm biến áp suất: Trong các bộ điều chỉnh thường sử dụng bộ cảm biến áp suất kiểu màng, hộp xếp, piston, ống cong đàn hồi,việc chọn bộ cảm ứng áp suất phụ thuộc vào việc cảm ứng điều chỉnh và độ chính xác yêu cầu. Cảm ứng kiểu hộp xếp Bộ cảm ứng suất kiểu màng Bộ cảm ứng nhiệt độ: Hoạt động của bộ cảm ứng nhiệt độ dựa trên nguyên lý giãn nở nhiệt, mối quan hệ giữa nhiệt độ của chất khí và áp suất hơi bão hoà của nó trong hệ kín dựa trên nguyên lý nhiệt điện trở. Cảm ứng nhiệt độ kiểu màng Cảm ứng nhiệt độ kiểu hộp xếp Cảm ứng nhiệt độ kiểu thanh lưỡng kim giãn nở Cảm ứng nhiệt độ kiểu điện trở 4.3. Bộ cảm ứng mức đo chất lỏng: Mức các chất lỏng có thể đo được bằng nhiều cách khác nhau nhưng phương án đơn giản và có độ chính xác cao đó là đo bằng phao. Kiểu màng Kiểu phao 4.4. Bộ cảm biến lưu lượng: Bộ cảm biến lưu lượng được xây dựng trên sự phụ thuộc vào biểu thức sau: trong đó: : diện tích của đường ống dẫn. : tốc độ chất lỏng chảy trong ống dẫn theo định luật Becnuli. trong đó: : là tỷ trọng của chất lỏng. : là độ chênh lệch áp suất chất lỏng. Nếu tỷ trọng không đổi thì lưu lượng thể tích phụ thuộc vào hai thông số là tiết diện và độ chênh lệch áp suất Ta có hai cách đo lưu lượng: Khi tiết diện không đổi đo lưu lượng bằng độ chênh lệch áp suất trước và sau thiết bị có ống hẹp. Khi độ chênh lệch áp suất không đổi đo diện tích tiết diện của ống dẫn xác định được lưu lượng của dòng chảy. Phần vi tính toán kinh tế. I. mục đích và nhiệm vụ tính toán kinh tế : Khi đầu tư cho một nhà máy, xí nghiệp hay doanh nghiệp thì lợi ích kinh tế của nó được quan tâm hàng đầu, điều này cho biết dự án có mang lại tính khả thi hay không, vì vậy việc tính kinh tế là rất cần thiết và quan trọng. Tính toán kinh tế cho thấy được tổng giá trị của một dự án, từ đó ta nhận thấy được những ưu, nhược điểm cũng như cơ cấu hoạt động của một dự án. Nó tác động đến sự điều chỉnh mức cân bằng của các thành phần lập lên dự án sao cho hợp lý như: tổ chức kế hoạch sản xuất, tổ chức quản lý vốn đầu tư, giá thành của nguyên vật liệu và sản phẩm. Cuối cùng điều quan trọng nhất của tính toán kinh tế là xác định hiệu quả kinh tế của dự án và quyết định xem dự án này có thể thực hiện được hay không. Đây chính là vấn đề trung tâm mà người quản lý cũng như nhà kỹ thuật cần lắm vững để thực hiện dự án sao cho hiệu quả kinh tế đạt được cao nhất. ii. nội dung tính toán kinh tế : Xác định chế độ công tác của phân xưởng: Từ tính toán ở phần trên trong một năm sẽ có thời gian nhất định để sửa chữa và bảo dưỡng tổng cộng là 30 ngày. Như vậy thời gian làm việc thực tế của phân xưởng trong một năm là 335 ngày. Một ngày làm việc 24 giờ chia làm 3 ca nên số giờ làm việc trong một năm là 8040 giờ/năm. Năng suất một năm là 90.000 tấn. 2. Nhu cầu về nguyên vật liệu: Nhu cầu về nguyên liệu: Nhu cầu về nguyên liệu được cho trong bảng 22 dưới đây: STT Nguyên liệu Nhu cầu nguyên liệu (kg/h) Nhu cầu trong năm (tấn) 1 C2H2 5052,227 40619 2 HCl 7631,695 61358 3 Nước làm mát 246547,651 1982243 4 Xúc tác 3,110 Nhu cầu về điện năng: + Điện dùng để chạy máy công nghiệp được xác định theo công thức: (KW) trong đó: : điện năng dùng để chạy máy công nghiệp trong một năm (KW). : công suất động cơ thứ i. : thời gian chạy máy công nghệ (giờ). : hệ số phụ tải thường lấy bằng 0,75. : hệ số tổn thất lấy bằng 1,05. : thời gian sử dụng, (h) Điện năng dùng để chạy máy công nghiệp được ghi trong bảng sau: Bảng 23 : Nhu cầu về điện năng trong công nghiệp. STT Tên thiết bị Công suất (KW) Số lượng (cái) Tổng công suất (KW) Điện năng (KW) 1 Bơm dầu 3 5 15 94972,5 2 Bơm tuần hoàn 0,4 15 6 37989 3 Bơm sản phẩm 0,5 10 5 31657,5 4 Máy nén 2 5 10 63315 Tổng 227934 + Điện dùng thắp sáng cho phân xưởng của hai ca chiều và đêm (16/24 giờ) được xác định theo công thức: (KW) trong đó: : số bóng đèn loại i (cái). : công suất bóng đèn loại i (KW). : thời gian sử dụng trong năm, (giờ). Bảng 24 :Nhu cầu về điện thắp sáng. STT Tên nhà Loại bóng (W) Số lượng (cái) Thời gian (giờ) Nhu cầu trong năm (KW) 1 Khu nhà sản xuất 220 100 5360 117920 2 Các nhà còn lại 100 120 5360 64320 Tổng 182240 Lượng điện tiêu thụ cho toàn phân xưởng là: 227934 + 182240 = 410174 (KW). Tính chi phí nguyên vật liệu, nhiên liệu và năng lượng: Bảng 25 : Chi phí nguyên vật liệu, nhiên liệu và năng lượng. STT Tên nguyên liệu, năng lượng Đơn vị Lượng dùng trong năm Đơn giá (VNĐ) Thành tiền (VNĐ) 1 C2H2 Tấn 40619 13.106 528047.106 2 HCl Tấn 61358 11.106 674938.106 3 Xúc tác HgCl/C* Kg 3110 32.000 100.106 4 Nước làm mát Tấn 1982243 5.000 9911.106 5 Điện năng KWh 410174 2.000 820.106 Tổng 1213816.106 Theo bảng ta có chi phí cho nguyên liệu và năng lượng: (VNĐ/năm). Sản phẩm phụ 1,1 dicloetan thu hồi được là 30,466(kg/h), trong 1 năm là: (tấn). Doanh thu từ sản phẩm phụ: (VNĐ/năm). Vậy chi phí nguyên liệu của phân xưởng trong một năm sau khi khấu trừ sản phẩm phụ thu hồi được là: (VNĐ/năm). Chi phí nguyên liệu tính cho 1 tấn sản phẩm: (VNĐ/năm). Tính vốn đầu tư cố định: a) Vốn đầu tư xây dựng (Vxd): Trong toàn bộ phân xưởng, tất cả các mặt bằng sản xuất đều rải nhựa, phân xưởng thiết kế theo kiểu bán lộ thiên. Ngoài nhà sản xuất chính còn phải xây dựng nhiều công trình phụ như: nhà hành chính, nhà ăn, nhà y tế. Chi phí đầu tư trung bình cho xây dựng: Vxd = 15.109 (VNĐ). b) Vốn đầu tư cho thiết bị, máy móc (Vtb): Máy móc thiết bị được chuyển giao từ các đối tác nước ngoài. Chi phí cho đầu tư cho dây chuyền thiết bị sản xuất VC: Vtb = 12.109 (VNĐ). c) Các vốn đầu tư khác (Vk): Bao gồm những chi phí để vận chuyển, khảo sát, thiết kế, đào tạo cán bộ, vận hành thử dây chuyền chiếm 25% tổng số vốn đầu tư cố định. Vậy số vốn đầu tư sẽ là: (VNĐ) Vậy vốn đầu tư cố định là: V = 36.109 (VNĐ) Quỹ lương công nhân làm việc trong phân xưởng: Do đặc điểm của qúa trình sản xuất là liên tục, được tiến hành trong một dây chuyền khép kín. Do đó nhiệm vụ của công nhân là kiểm tra quan sát các chế độ làm việc cũng như chất lượng sản phẩm để đảm bảo cho dây chuyền làm việc ổn định. Mức lương công nhân trực tiếp sản xuất: 3.106 (VNĐ/tháng) Lương cán bộ, nhân viên tính theo hệ số: Bảng 26 : Quỹ lương công nhân làm việc trong phân xưởng. STT Ngành nghề Số người Hệ số Lương tháng (VNĐ/người) Lương cả năm (VNĐ) 1 Giám đốc 1 1,5 4,5.106 54.106 2 Phó giám đốc 2 1,4 4,2.106 100,8.106 3 Cán bộ kỹ thuật 2 1,3 3,9.106 93,6.106 4 Tổ trưởng 3 1,2 3,6.106 129,6.106 5 Công nhân 24 1 3.106 864.106 6 Thư ký 1 1 3.106 36.106 7 Hành chính 4 1 3.106 144.106 8 Bảo vệ 2 0,7 2,1.106 50,4.106 9 Vệ sinh 2 0,7 2,1.106 50,4.106 Tổng cộng 41 1522,8.106 Chế độ bồi dưỡng cho công nhân trực tiếp sản xuất: Bồi dưỡng ca đêm: (864 + 129,6).106.0,02 = 19,872.106 (VNĐ). Bồi dưỡng độc hại: 1522,8.106 . 0,02 = 30,456.106 (VNĐ). Quỹ bảo hiểm xã hội lấy bằng 10% quỹ lương = 152,28.106(VNĐ) Vậy tổng quỹ lương và quỹ bảo hiểm xã hội: Z2 = (1522,8 + 19,872 + 30,456 + 152,28).106 = 1725,408.106 (VNĐ/năm). Tính khấu hao: Khấu hao tài sản cố định là sự chuyển dần giá trị của nó vào giá thành sản phẩm do nó làm ra, nhằm mục đích tích luỹ tiền để khôi phục hoàn toàn giá trị sử dụng của nó khi thời hạn khấu hao hết. Ta tính khấu hao theo thời gian khấu hao là khác nhau với các khoản đầu tư là khác nhau. Nhà sản xuất có thời gian khấu hao là 20 năm. Mức khấu hao là: 15.109/20 = 750.106 (đồng/năm) Thiết bị máy móc lấy thời gian khấu hao là 10 năm: 12.109/10 = 1200.106 (đồng/năm) Tổng mức khấu hao toàn bộ phân xưởng là: 750.106 + 1200.106 = 1950.106 (đồng/năm) Khấu hao sửa chữa nên lấy bằng 25% khấu hao cơ bản: 1950.106.0,25 = 487.106 (đồng/năm) Tổng mức khấu hao cả năm là: Z3 = 1950.106 + 487.106 = 1787.106 (đồng/năm) Các khoản chi phí khác: a) Chi phí cho phân xưởng (Z4): Thường lấy: Z4 = 5-6% Zpx Trong đó: Zpx là tổng giá thành phân xưởng Zpx = Z1 + Z2 + Z3 + Z4 Z1, Z2, Z3 đã xác định ở phần trên, lấy Z4 = 0,05. Zpx Zpx = (1210288.106 + 1725,408.106 + 1787.106)/0,95 Zpx = 1277684.106 (VNĐ/năm). b) Chi phí quản lý doanh nghiệp (Z5): Thường lấy Z5 = 5-7% Zt Trong đó Zt là chi phí toàn bộ phân xưởng, chọn Z5 = 0,07.Z Zt = Zpx + Z5 = Zpx + 0,07.Zt Zt = 1277684.106/0,93 = 1373854.106 (VNĐ/năm) c) Chi phí bán hàng (Z6): Chi phí bán hàng thường bằng 1% giá thành toàn bộ: Z6 = 0,01.Ztb Giá thành toàn bộ: Ztb = Zt + 0,01.Ztb Ztb = 1373854.106/0,99 = 1387731.106 (VNĐ). Giá thành 1 tấn sản phẩm sẽ là: Z = Ztb/90000 = 1387731.106/90000 = 15419242 (VNĐ) Xác định kết quả: a) Doanh thu do phương án kỹ thuật đem lại: DT = SP.GB Trong đó: DT: doanh thu trong một năm (VNĐ). GB: giá bán sản phẩm (VNĐ/tấn). SP: lượng sản phẩm thu được trong một năm (tấn). Giá bán sản phẩm được tính: GB = GT + TVAT + LDM Trong đó: GT: giá thành một tấn sản phẩm. GT = Z = 15419242 (VNĐ/tấn) TVAT: thuế giá trị gia tăng TVAT = 5% GB LĐM: lãi định mức LĐM = 1% GB Vậy: GB = 15419242 + 0,05.GB + 0,01.GB GB = 15419242/0,94 = 16403448 (VNĐ/tấn). Doanh thu: DT = 16403448.90000 = 1476.109 (VNĐ/năm) TVAT = 0,82.106 (VNĐ) LĐM = 0,164.106 (VNĐ) b) Lợi nhuận: LN = DT – CP Trong đó: CP: Tổng chi phí phân xưởng trong năm (VNĐ) CP = SP.GT + SP.TVAT = 90000.(15419242 + 0,82.106) = 1461.109 (VNĐ). Lợi nhuận: LN = 1476.109 - 1461.109 = 15.109 (VNĐ/năm) c) Hiệu quả kinh tế của dự án: Hiệu quả: Doanh lợi của vốn đầu tư: Thời gian hoàn vốn: là mức khấu hao hàng năm. (năm). Vậy qua việc tính toán trên đã giúp cho sinh viên biết những bước cơ bản của việc đầu tư cho một doanh nghiệp .Qua tính toán ta thấy thời gian thu lại vốn là 2,1 năm. Đây là kết quả khả quan, đem lại lợi nhuận kinh tế. Tuy nhiên, để đưa phân xưởng vào sản xuất trong thực tế cần phải xem xét nhiều yếu tố nửa kết luận Qua quá trình nghiên cứu, thiết kế đồ án đã giúp em hiểu thêm về việc thiết kế một phân xưởng sản xuất, từ việc chọn sơ đồ công nghệ sản xuất, tính toán thiết bị, tới lựa chọn địa điểm xây dựng, tính toán kinh tế từ lý thuyết để triển khai một nhà máy thực tiễn đi vào sản xuất. Với phân xưởng sản xuất VC, để đạt được sản phẩm VC có chất lượng cao, tránh khả năng trùng hợp tạo nhựa thì việc dùng nguyên liệu có độ tinh khiết cao là quan trọng, bên cạnh đó trong qúa trình sản xuất phải kết hợp các qúa trình phân tách, làm sạch sản phẩm để tránh các sản phẩm phụ. Hạn chế sự có mặt của nước cũng như các tạp chất khác trong nguyên liệu bằng các qúa trình lọc và sấy trước khi đưa vào thiết bị phản ứng. Trong qúa trình sản xuất, để tăng hiệu suất tạo VC thường cho dư một lượng HCl, đồng thời trong các nguyên liệu C2H2 và HCl không thể loại bỏ hoàn toàn các tạp chất có trong nguyên liệu do đó các sản phẩm phụ thường kèm theo qúa trình sản xuất là EDC, andehyt, là không tránh khỏi do đó phải tiến hành các qúa trình rửa để tách HCl, thiết bị lắng tách, tách nước, thiết bị hấp thụ axetylen và cuối cùng là tách VC. Tuy nhiên do thời gian thiết kế có hạn cũng như lần đầu tiên thiết kế một phân xưởng sản xuất nên chắc chắn trong đồ án không thể tránh khỏi những thiếu xót. Nên em rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô để bản đồ án của em được hoàn chỉnh hơn. Em xin cảm ơn thầy giáo hướng dẫn GS.TS Đào Văn Tường đã hướng dẫn em nhiệt tình trong thời gian làm đồ án, các thầy cô trong bộ môn, bạn bè đã giúp đỡ em hoàn thành được bản đồ án này. Hà Nội, ngày 10 tháng 6 năm 2006 Sinh viên thực hiện Nguyễn Chơn Bằng Tài liệu tham khảo. 1. Bộ môn qúa trình thiết bị và công nghệ hoá học. Sổ tay hoá công, tập 1. 2. Bộ môn qúa trình thiết bị và công nghệ hoá học. Sổ tay hoá công, tập 2. 3. Phan Minh Tân. Tổng hợp hữu cơ hoá dầu, tập 2, 1994. 4. Phạm Đức Bình. Sổ tay hoá học, 2000. 5. Trường ĐHBK Hà Nội – Bộ môn tổng hợp hữu cơ. Hoá học và tổng hợp hữu cơ, 1974. 6. Lê Mậu Quyền. Hoá học vô cơ, NXBKHKT 2000. 7. Trường ĐHBKHN – Bộ môn tổng hợp hữu cơ. Tổng hợp hữu cơ cơ bản. 8. Nguyễn Thị Thanh, Dương Văn Tuệ, Vũ Đào Thắng, Hồ Công Xinh. Hoá học hữu cơ, tập 2. 9. Ullmann’s. Encyclopedia of industrial chemistry, vol A21, 1992. 10. Alain Chauven. Petro chemical processes, vol2.