Расчет и Подбор основного и вспомогательного оборудования для цеха по производству трехслойных дре-весностружечных плит

 

Неравномерный породный состав сырья является одной из основных причин разнотолщности плит. Поэтому сортировка сырья по породам является одной из важнейших технологических операций. Местом сортировки может быть лесозаготовительное предприятие или предприятие-потребитель.

Всю древесину, поступающую для производства древесностружечных плит, рекомендуется сортировать на складе по породам на следующие группы: ель, сосна, кедр, пихта; береза, ольха, липа; осина; бук, дуб, и др. Такая сортировка позволяет направлять для изготовления стружки различных слоев соответ-ствующие породы или же использовать породы в известном соотношении, обеспе-чивая постоянный породный состав стружки. Для наружных слоев трехслойных плит рекомендуется в первую очередь использовать древесину хвойных пород в виде кругляка, колотой древесины, карандашей и др.

Для наружных и внутренних слоев плит используем следующий породный состав древесного сырья: сосна, береза, осина (соотношение хвойных пород к лиственным – 60:40). Для наружных слоев используем дровяную древесину (ОСТ 13 – 200 – 85) влажностью 80% состава: сосна – 45%; береза – 14%; осина – 41%. Для внутреннего слоя используем технологическую щепу (ГОСТ 15815 – 83) состава: сосна – 75%; береза – 14%; осина – 11%. В ней содержится 15% коры и 5% гнили. Средневзвешенную плотность древесины одной породы определяем по формуле:

 

ρ_ср.п = 1/100·(ρ_дрр_др + ρ_кр_к + ρ_гнр_гн).

где ρ_др; ρ_к; ρ_гн – соответственно плотность здоровой древесины, коры и гнили;

р_др; р_к; р_гн – соответственно доля здоровой древесины, коры и гнили в общем объеме сырья, %.

Так как содержание древесины дано в массовых долях (по ГОСТ 15815 – 70), то средневзвешенную плотность древесины для одной породы определяем по формуле (кг/м³):

 

ρ_ср.п = 100/(р_др/ρ_др + р_к/ρ_к+ р_гн/_ρгн)

 

Средневзвешенная плотность всего используемого сырья:

ρ_ср.др.с=∑ ρ_ср.п i_п (i=1,n),

 

где i_п – доля древесного сырья данной породы в общей массе сырья, %.

Находим средневзвешенную плотность древесины каждой породы для на-ружных слоев плит. Для этого первоначально по определяем долю (%) коры данной породы и долю здоровой древесины (за вычетом гнили и коры) /2/:

 

для сосны р_к=18%, р_гн=10%, р_др=100-(18+10)=72;

для березы р_к=15%, р_гн=0, р_др=100-15=85;

для осины р_к=16%, р_гн=20%, р_др=100-(16+20)=64;

 

Тогда средневзвешенная плотность сосны, березы и осины составит (кг/м³):

 

ρ_ср.с = 1/100·(760·72+308·18+0,65·760·10)=652;

ρ_ср.б = 1/100·(940·85+446·15)=866;

ρ_ср.ос = 1/100·(750·64+426·16+0,65·750·20)=645.

Находим средневзвешенную плотность сырья для наружных слоев:

 

ρ_ср.др.с= ρ_ср.с i_с+ρ_ср.б i_б+ ρ_ср.ос i_ос,

ρ_ср.др.с=652·0,45+866·0,14+645·0,41= 679 кг/м³.

 

Определяем плотность древесного сырья для внутреннего слоя. Для этого определяем средневзвешенную плотность для каждой породы древесины:

 

ρ_с = 100/(80/760+15/308+5/494)=613 кг/м³;

ρ_б = 100/(80/940+15/446+5/611)=793 кг/м³;

ρ_ос = 100/(80/750+15/426+5/487)=662 кг/м³.

 

Средневзвешенная плотность древесного сырья для внутреннего слоя:

 

ρ_др.с.вн = 613·0,75+793·0,14+662·0,11 = 644 кг/м³.

 

Определим часовой расход древесного сырья, поступающего на стадию разделки по длине для наружных слоев и на стадию измельчения древесины в щепу для внутреннего слоя. Для этого будем использовать средние коэффициенты потерь сырья на стадиях сушки стружки (К_суш), переработки сырья в стружку (в том числе сортировка щепы) (К_пер), разделки сырья по длине (К_разд) /2/. Остальные потери не учитываем, так как они уже учтены в расчете материального баланса.

Для наружных слоев:

 

К= К_разд· К_пер· К_суш.н,

 

где К – обобщенный коэффициент потерь сырья от стадии разделки до стадии сушки включительно.

К_разд=1,01; К_пер=1,06; К_суш.н=1,03.

 

Тогда расход абс. сухой древесины (g_абс.с.н), поступающей на стадию раздел-ки по длине для наружных слоев с учетом коэффициента К:

 

К=1,01·1,06·1,03=1,103;

g_абс.с.н = 265,74·1,103=293,11 кг.

 

где 265,74– количество абс. сухой древесины, поступающей в смеситель (данные материального баланса).

Для внутреннего слоя расход абс. сухой древесины (g_{абс.с.вн}), поступающей на стадию измельчения древесины в щепу с учетом коэффициента К (К_суш.вн=1,025):

 

К= К_пер· К_суш.вн;

К=1,06·1,025=1,087;

g_{абс.с.вн} = 631,4·1,087=686,33кг

 

где 631,4– количество абс. сухой древесины, поступающей в смеситель (данные материального баланса).

Тогда расход древесного сырья, поступающего на стадию разделки по дли-не для наружных слоев:

 

g_w,н = g_абс.с.н·(100+W)/100

 

где g_w,н – расход материала данной влажности, кг; W – влажность материала на данной технологической операции на данном потоке, %.

 

g_w,н = 293,11 ·(100+80)/100 = 527,4 кг

Расход древесного сырья, поступающего на стадию измельчения древесины в щепу для внутреннего слоя:

 

g_w,вн = 686,33·(100+80)/100 = 1229 кг.

 

Определим расход древесного сырья в соответствии с заданной про-изводительностью цеха – 13,43 т/ч (табл. 1). Для этого составим соответствующие пропорции.

Для наружных слоев:

g_w,н _________1000 кг готовых плит

х __________13430 кг готовы плит,

где х – расход древесного сырья на наружные слои трехслойных древесно-стружечных плит для цеха производительностью 13,43 т/ч.

Тогда:

х = 527,4 ·13430/1000 = 7083 кг/ч

Для внутреннего слоя:

g_w,вн _________1000 кг готовых плит

у __________13430 кг готовы плит,

где у – расход древесного сырья на внутренний слой трехслойных древес-ностружечных плит для цеха производительностью 13,43 т/ч.

Тогда:

 

у = 1229·13430/1000 = 16505 кг/ч

 

Исходя из вышеприведенных расчетов, определим часовой расход или пот-ребность цеха в древесном сырье:

 

V_др.с = V_др.с.н+ V_др.с.вн = 7083/679+16505/644 = 10,43+25,62 = 36,05 м³/ч