PVC管材PPT

第三章PVC管材厂设计1PVC管材生产线•学习内容：设计PVC管材生产线•学习目标：1、熟悉PVC管材挤出生产线及相关设备；2、掌握塑料挤出加工厂工艺设计过程3、了解车间布局设计原则2☆能力目标：•能独立完成挤出生产线设计☆主要知识点：•工艺过程设计•物料配方设计•设备选型计算•车间布局设计3引言•塑料工业已经成为国民经济的重要组成部分。由于塑料具有优良的综合性能，同时容易加工成型，节省能源，目前，世界范围内，各种塑料建材和包装材料正在兴起。•做好塑料制品厂设计工作，对于塑料工业的发展具有重要影响。塑料制品厂设计除应遵循一般工厂设计的原则外，还必须结合塑料制品生产的特点，周密考虑，符合生产实际，改进和提高生产技术。4•塑料制品生产具有如下特点：•原材料品种多，形状杂，具有粉状、粒状和流体等不同形状，储运条件必须适合各种原材料的特点；•塑料制品的工艺过程繁多，单机作业多；•塑料制品的品种规格多，在工厂投产后往往需要变换规格或发展新品种。5•塑料制品厂的单机台较多，而且有不少是非标准设备，并有各种辅机、机头和模具。•设备的检修、辅机的更换、机头和模具的更换以及零部件的备量要大；•塑料制品厂的生产过程，大多数都有原材料的成型前的准备和成形后的后处理。•因而在车间设计方面要留有充分余地。6•在设计时必须考虑这些特殊条件，以保证原材料的质量，减少损耗，防止污染和提高机械化作业水平，减少搬运工人，减轻劳动强度；•合理选择生产方法和生产流程，提高机械化、自动化水平和劳动生产率，保证产品质量，并减轻劳动强度和改善生产条件；•适当考虑工厂生产的灵活性，使之有可能调整。•考虑各种设备与辅机的机修的规模，具备自制部分零部件和修理大型部件的能力。7设计任务•材质：硬质PVC•产量：设计年产2000吨•执行标准：GB/T10002.1-2006•规格50mm，壁厚3mm•作业：初步设计说明书车间平面布置图（3#图纸）设备一览表最后一堂课交8年产2000吨PVC管材生产线设计•相关知识点一：（1）塑料厂初步设计阶段的工艺流程设计，是对工艺技术路线的高度概括和具体反映。其最终成果是初步设计阶段的工艺流程图。塑料制品厂工艺流程图由生产流程示意图；图例；设备表三个部分组成。9（2）工艺流程设计重要考虑连续化流程和物料输送方式，注意重力流程原则，考虑生产的灵活性。人工上料1、小型槽车输送2、升降机运输自动上料（1）正压上料如风送（2）负压上料（3）弹簧上料（4）传送带输送：10•相关知识二：（1）PVC管材生产方法：双螺杆造粒→单螺杆挤出；直接双螺杆挤出。（2）造粒→挤出工艺挤出造粒流程框图PVC粉料筛选机高混机电子配料称冷混机PVC贮罐助剂挤出造粒机风送半成品送至挤出车间11挤出造粒工段的工艺流程图涉及的设备列表：贮罐高混机冷混机挤出机切粒机风机…………12挤出管材的生产线13挤出管材工艺流程草图涉及的设备：挤出机、机头口模、定径套、冷却水槽、牵引装置、切割装置14相关知识三：•硬质PVC管材原料配方与指标是初步设计文件中的重要部分，关系到原料采购及产品的质量；由生产部门制定；由分析检测部门控制。（QC&QA）PVC型材配方体系PVC树脂热稳定剂润滑体系冲击改性体系填充体系着色体系不能忽视指标的重要性15我国PVC树脂的绝对粘度和K值查对参考表型号绝对粘度平均聚合度K值XJXS-12.1以上大于1388〉74.2XJXS-21.9～2.11108～138870.3～74.2XJXS-31.8～1.9980～110868～70.3XJXS-41.7～1.8845～98065.2～68XJ-5XS-51.6～1.7720～84562.2～65.2XJ-6XS-61.5～1.6590～72058.5～62.2PVC树脂16疏松型树脂和紧密型树脂比较项目疏松型树脂XS紧密型树脂XJ粒子直径50～150（微米）5～100（微米）颗粒外径不规则，表面毛糙球状，表面光滑断面结构疏松，多孔呈网状无孔实心结构吸收增塑剂快慢塑化性能塑化速度快塑化速度慢粒径：粒径大小和分布决定了捏合和其他加工性能，以及容积计算。表观密度：单位容积树脂的质量（g/ml）XJ型＞XS型干流动性：一定体积的粒状树脂通过标准漏斗时所需的时间，表示粒状树脂输送计量的性能17PVC-SG5的质量标准和用途PVC-SG5质量标准粘度（ml/g）117～107表观密度（g/ml）0.45100g树脂增塑剂吸收量（g）19挥发物含量（包括水）（%）0.4过筛率（筛孔0.25）(%)98过筛率（筛孔0.063）（%）10100g树脂中黑黄点（颗）30100g树脂中黑点（颗）10白度（%）90残留VCM，PPM10氯乙烯含量≤1.0mg/kg主要用途硬管、硬片、单丝、型材、套管18硬质聚氯乙烯上水管的配方配方份数PVC-SG5（卫生级）100硫醇甲基锡2马来酸二正辛基锡1CaSt3CaCO38石蜡119相关知识四：•管材尺寸与挤出机规格的关系螺杆直径挤出管材外径范围螺杆直径挤出管材外径范围452012090~1606020~50150160~2509040~75参数参数螺杆直径90电动机功率22/7.3kW长径比20机器中心高1000mm转速12-72外形尺寸3015×1737×2486生产能力20-60kg/h参考价格8-9万SJ-90-20A型塑料挤出机参数20初步设计21设备工艺计算及选型车间布置设计工艺流程图设计工艺方案设计能热量衡算物料衡算非定型设备条件表带控制点的工艺流程图能量消耗统合表物料平衡图工艺流程方案图消耗定额及“三废”排放量定型设备一览表车间平面及立面布置图初步设计说明书的基本内容项1.设计原则和设计依据2.生产方法和生产流程的选择及方案介绍和论证3.原料、成品技术指标4.生产方法叙述5.环境评价6.物料衡算7.设备计算8.公用工程规格及计算9.其他设计10.车间布置设计11.概算22一、设计原则和设计依据•1、产品规格外径50mm壁厚3mm硬质PVC产品规格根据市场需求作适当调整。管材线重770g/m2、生产能力：年产2000t3、生产制度：24h四班三倒4、设计范围：2324计算基准的选取：⑴年工作日365-10（法定节假日）=355天=8520小时⑵设备大修25天/年=600小时⑶特殊情况停车15天/年=360小时⑷机头清理换过滤网1次/6天8小时/次⑸实际开车时间：8520小时-600小时-360小时-420小时=7140小时⑹设备利用系数：k=实际开车时间/年工作时间=7140/8520=0.84二、生产方法和生产流程的选择及方案介绍和论证•1、生产方法和生产流程的选择所需要的设备工艺框图工序和车间的划分•2、方案介绍•3、方案论证25四、生产方法叙述•1、生产流程生产流程草图及说明•2、工艺参数计算和选择（单机）•3、设计特点及存在的问题26六、物料衡算•1、设计基准及数据的确定•2、物料平衡计算物料平衡图物料供需27原料消耗综合表序号名称规格单位每吨产品消耗定额消耗量备注每时每天每年七、设备计算28•设备计算是在塑料制品厂设计中不可缺少的工作。主要是根据选型设备生产能力计算所需设备的台数、以及非定型设备的计算。•由于塑料制品厂生产用了主机均属系列定型设备，在设计工作中无需逐台设备进行单机进算，只要根据总的生产任务和设备单机生产能力，计算总的台数即可。•但在配备台数时，必须考虑实际开工天数及生产效率，从长远发展规划着眼，要留有余地。对于非定型设备一般计算出容积、生产能力、台数等。物料衡算29PVC粉料筛选机高混机电子配料称冷混机PVC贮罐助剂挤出造粒机风送PVC管挤出成型下脚料回收破碎成品造粒工段→挤出成型工段对于没有化学反应的生产过程来说,质量守恒定律:物料进入量=物料离开量+装置内积累量+过程损失量物料衡算的理论依据是质量守恒定律。对于只有物料损失的设备或工序如切粒机、打包机等只做总物料衡算原料消耗计算、成本核算可以单位产品数量作为计算基准。物料衡算的计算步骤画出物料平衡关系示意图在了解工艺操作过程的基础上,根据工艺流程草图画出物料平衡关系示意图。其中,设备或工序可用方框表示、无物料变化的设备或工序可省去不画、图中应表明物流号、名称及流向。收集数据资料生产规模、生产时间、相关技术指标(如原料消耗量、各设备损失量、配料比、循环比、回流比、转化率、单程收率、回收率等)、质量标准(原料、助剂、中间产物和产品规格、组成及相关物理化学常数)。物料损耗系数工序造粒工段挤出成型工段配料高速混合冷却混合造粒风送挤出废品损耗率%0.50.10.10.50.20.55.5硬质聚氯乙烯上水管的配方配方份数PVC-SG5（卫生级）100硫醇甲基锡2马来酸二正辛基锡1CaSt3CaCO38石蜡1选择计算基准及计算单位整个计算过程应保持计算基准与计算单位一致,避免出错。有时根据特殊需要局部工序或设备可另设计算基准及单位,最后要求进行单位换算建立各工序或各设备之间正确的物料时间平衡关系。确定计算顺序对于已有生产装置进行的标定或挖潜改造做的物料衡算,可直接采用顺流程计算。对于待建生产装置的工艺设计,先将产量换算成单位时间处理原料量,然后采用顺流程计算。对于复杂的生产过程,可先将生产过程分解到工序并对各工序进行物料衡算,然后将各个工序分解到各个设备并进行物料衡算。对于简单的生产过程可直接对整套装置中的各个设备进行物料衡算。展开计算根据所收集的数据资料及选择的计算基准和单位,按照确定的计算顺序运用化学、化工及物化知识(如质量守恒定律、化学计量、组分数量分率约束式、设备约束式(包括进料比、相平衡关系、化学平衡关系、转化率和选择性等)),逐个工序、逐台设备建立物料平衡关系式,进行物料平衡计算。整理并校核计算结果对每个工序或设备进行物料衡算后必须立即根据约束条件对计算结果进行校核,确保计算结果正确无误。当计算全部结束后必须及时整理、编写物料衡算说明书(包括数据资料、计算公式、全部计算过程及计算结果等)绘制物料流程图,编写物料平衡表物料流程图及物料平衡表是说明物料衡算结果的一种简捷而清晰的表示方法,它们能够清楚地表示出各种物料在流程中的位置、数量、组成、流动方向、相互之间的关系等。物料衡算结束后，必须利用计算结果对全流程进行经济分析与评价、考查生产能力、生产效率、生产成本等是否符合预期的要求，物料消耗是否合理，工艺条件是否合适等，同时及时发现和解决流程设计中存在的问题。物料衡算过程：（1）挤出成型阶段年产2000t成品率94%，挤出成型段输出=2000/0.94=2127.66输出=输入挤出成型？2000117.0210.64回收率0.91106.382021.28造粒？2049.9827.70计算步骤工序物料量/t工序物料量/t输出物料量2127.66废品117.02自然消耗量10.64成品2000废品损耗10.64废品回收106.38工序造粒工段挤出成型工段配料高速混合冷却混合造粒风送挤出废品损耗率%0.50.10.10.50.20.55.5进入本工序的物料=出料量/(1-本工序的损失率)工序入物料/t输入回收/t小计/t出物料/t输入损失/t小计/t筛选输送2049.842049.842039.5910.252049.84高混2039.592039.592037.552.042039.59冷混2037.552037.552035.512.042037.55挤出造粒2035.512035.512025.3310.182035.51风送2025.332025.332021.284.052025.33半成品2021.28106.382127.662127.662127.66合计/t42请根据计算结果画出物料衡算流程图、列出物料平衡表：配方份数质量%每吨产品消耗kg每天需要量/t每年需要量/t每小时需要量/kgPVC-SG5（卫生级）1008787061783.4硫醇甲基锡21.717马来酸二正辛基锡10.878.7CaSt32.626CaCO386.9669.6石蜡10.878.7根据配方可