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1、年产5000吨硬质聚氯乙烯管车间工艺设计目录第1章概述 第2章能力计算 5第3章设备计算.6第4章工艺参数.1.0第5章车间设备布置.1.0设备一览表.1.2概述第1章1.1 PVC管材的特点聚氯乙烯管材与使用钢铁和其它金属管相比有许多优越性，聚氯乙烯产品 消耗能源最少,生产成本最低;聚氯乙烯材料密度小,一般在 1.3 左右;聚氯乙烯 管材还具有极好的耐腐蚀性，在空气中暴露使用寿命可达50年，埋在地下可长期 使用。电绝缘性能好，其体积电阻约为1 X103X10 n.cm,击穿电压达23 28 Kv/mm。摩擦阻力小。管内流体速度比钢管高30%左右，且结垢少，不生 锈，长期运输水和其他流体，流率
2、和流量均能保持不变；而铁管会生锈、结垢， 使用数年后管内流率和流量均要减少。导热系数小，耐候性较好，隔热性能好。着色方便，不需油漆,且容易制成各种标识颜色的管材，生产中能耗低，仅为铸 铁管的18.3 % 。聚氯乙烯管材存在以下缺点:强度较低，受压能力较差。使用温度范围窄, 一般在零下几度到50C之间。膨胀系数大，是钢铁管的7倍，随温度膨胀和收 缩变化较大，刚性较低,安装时，应多加支点。当制造聚氯乙烯管材的树脂中氯 乙烯单体含量及某些稳定剂如铅盐、镉盐等物质超标时，会危及环境和人体健康。聚氯乙烯管材与其他塑料管材相比，拉伸强度、压缩强度、弯曲强度、隔热 性能、自熄性等均较好，且价格也较低廉。1.
3、2 PVC管材的市场及发展建筑业是聚氯乙烯管材的最大市场，管材分为；两类，一种是耐压管，另一种 是无压管。耐压管主要用于自来水管、建筑热水供水管、公用工程供水管（一般 采用100mm900mm直径的管材）；无压管大量用于室内下水管和雨水系统管。公 用工程排污管（一般采用直径400mm1.2m的大口径管材）。此外，建筑用串线管 和地下电缆护管是聚氯乙烯管材应用的一个市场，现已在我国普遍采用，并具有 进一步发展的巨大潜力。最近几年，由于我国市场传统建筑材料价位不算高，还占有大量的市场，加 之人们对新材料的接受能力等问题，保守估计，到本世纪末，国内建筑业消费聚氯 乙烯管材将达40万t;到2010年，
4、我国建筑用塑料管需求量可达（200220）万t， 估计聚氯乙烯管材的需求量约在（180200）万t,前景乐观。我国是一个农业大国,幅源辽阔,是农用聚氯乙烯灌溉管的巨大市场。我国是 个缺水国家,每年旱情都十分严重,困扰着农业生产的发展。大量事实证明,使用 聚氯乙烯制作固定和半固定管喷灌系统,设备不腐蚀,管材不结垢,与使用铸铁管 铝管、ABS管相比大大降低了喷灌设施的造价，成为节水、节地、节省能源解决 12亿人口吃粮问题的重要措施之一。农用喷灌管是我国管材的一个巨大市场,使 用管材直径为 25mm160mm。聚氯乙烯是仅次于聚乙烯的第二大通用塑料【2。2006年我国PVC产业保持 快速发展的态势，
5、全年产能1099万吨，实际产量864.1万吨，整体供求关系发 生了较大的变化。到2010年我国PVC树脂的需求量将达1100万吨，2020年 将达到2160万吨。预计到2010年全球PVC的需求量将达到3490万吨，2020年 将达到 4600 万吨6。1.3 PVC 管材的生产方法硬质聚氯乙烯管材加工时,采用悬浮法聚氯乙烯树脂为主要原料,与稳定剂、 颜料、润滑剂和填料等助剂配合使用,经捏合后,加入双螺杆挤出机塑化挤出聚氯 乙烯管材,经冷却定型后，切割成需要的长度，加工温度160C180C,根据管材 不同用途,适当调整配方组分,以便获得有良好物化性能的聚氯乙烯管材。国外为降低管材生产成本,推出
6、了芯层发泡管,这种管材采用共挤出方法,使 低发泡聚氯乙烯管材内、外表面覆盖一层非发泡聚氯乙烯硬皮层,该管材与不发 泡管材相比韧性更好 ,有较好的承载能力 ,耐磨损和隔音效果 ,节约树脂 25% 40%。生产方法是将芯层、皮层使用的配料分别经过捏合后加人2台成90角的 挤出机组（或3台挤出机组）混炼塑化,然后,通过一分料头,确保分隔成2股硬皮 层的物流与发泡芯层料很好连接,并送人后面的机头和模具,生产出表面光滑、管 壁内部发泡的复合管壁结构的聚氯乙烯管材。随着聚氯乙烯管材市场的扩大 ,大口径公用工程管,尤其是下水道管需求量 逐年增加,管材直径越做越大,管材壁厚和用料也增加,使管材生产成本上扬。为
7、 降低大口径管材的生产成本,国外做了大量的工作,一是开发了径向有增强肋的 薄壁大口径管材,比旧工艺节约树脂 40%,生产方法简单,管材有较高的抗冲击强 度和韧性,由于加工方法简便、原料消耗量低,管径可做到 500mm 左右。二是开发 了一种空心壁的聚氯乙烯大口径管，管径可做到1.5m。生产方法是先挤出矩形空 心型材，然后螺旋缠绕并用红外线焊接成管材，而且加工速度与挤出加工相同，节 约树脂50%60%,具有与实心壁管材一样的强度和韧性。在美国，这种管材采用在 现场生产的方式，原料由供料汽车送到施工现场，采用连续作业，挖土机先挖出地沟，管 材加工车随加工便将管材输人地沟，然后掩埋。不但节约了管材的
8、运输费用，而且 不需庞大的料场和仓库。1.4 PVC管材的生产工艺流程硬质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：PVC管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，由料仓送至挤出机的加 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，再经过牵引机、切割机，上光 烘干固化后，检验合格即为成品。1.5原料配方组分名称组分份数百分率（）PVC XS-410066.23CPE(36%)106.62ACR40142.6
9、5马来酸一丁基锡21.32UV-910.66氯化石蜡21.32硬脂酸21.32轻质CaCO3201.32金红石型Ti0253.31Sb2O353.31第2章 生产能力计算原始数据:一）聚合聚生产能力 二）年生产时间（三）PVC管材合格率四）产品规格30000吨/年硬PVC管材;7200小时；99%； 160200 mm；工序配料高速混合挤出成型成型后处理损耗率0.2%0.4%0.3%0.3%五）物料损耗系数2.1 生产能力的计算每小时设计产量装置产量（公称产量） 年生产时数x合格率5000 x 1000=701. 57200 x 0. 99kg每天设计产量=每小时设计产量x日生产时数=701.
10、 5 x 24 = 16836 kg年设计产量二每小时设计产量x年生产时数二701. 5 x 7200二5050800 kg2.2 物料衡算按每天物料在各工序中进出料量进行计算进入工序物料量=出料量1-该工序的损耗率日进入后处理的物料量=每天设计产量1-后处理物料损耗率1010161- 0.3%=101320 kg日进入挤出成型的物料量=日进入后处理的物料量1-挤出成型物料损耗率1013201- 0.3%=101625 kg日进入高速混合机的物料量=日进入挤出成型的物料量1 -高速混合机物料损耗率1016251 - 0.4%=102033 kg日进入配料的物料量=日进入高速混合机的物料量_ 1
11、020331 -配料物料损耗率1 - 0.2%=102237 kg工序输入输出物料物料损耗小计配料41575414928341575混合414924132616641492成型413264120212441326后处理4120241078.4123.641202日输入输出物料4157541078.4总耗496.6表十一 日生产物料衡算物料衡算流程图：输入物料二输出物料+总加工损耗物料83 166 124 123.6第3章设备计算3.1 高速混合机的计算查表得配料表观密度为1.5kg/L每小时设计产量=日进入高速混合机物料量日生产时数10203324= 4251kg设每批的混合操作时间为0. 7
12、小时每批混合物料量 =每小时设计产量x操作周期配料表观密度4251 x 0.7=1983.8 L查张家港宏基机械有限公司生产高速混合机资料选取SHR800A高速混合机，有效容积为 600L表十二SHR800A高速混合机参数参数/型号总容积有效容积电机功率主轴功率（rpm）SHR800A80060060/90370/740混合机的台数=有效容积=寫=33台故取 4 台3.2 螺杆挤出机计算每小时设计产量=日进入挤出成型的物料量=101625 = 4234 kg日生产时数24设备年生产能力=最大挤出率x年生产时数=800x7200 = 5760 t/a10001000查阅闵氏集团塑料机械有限公司资
13、料选取SJSZ92X22型号锥形双螺杆挤出机表十三SJSZ92X22型号锥形双螺杆挤出机参数挤出机螺杆直螺杆转速主电机功加热功率中心高净重最大挤出量外形尺寸型号径(mm)(rpm)率(kw)(kw)(mm)(kg)(kg)(m)SJSZ-92X2292/18834.775-110kw85kw105080008006X1.6X2.5挤出机的台数42348005.29 台故取 6台3.3 挤出管辅机计算本设计中，管材直径为160mm ,壁厚4mm每米管重量=C 2 d2)X兀 xp = 6.082 0.0762)X3.14x 1500 = 2.94 kg/m辅机管材速度=每小时设计产量=灵再 =2
14、.7 m/min每米管重质量 2.94 x 60 x 3查阅青岛福润德塑料挤出技术有限公司资料选取FPVCG-250牵引机，管材范围90250mm, 生产速度13.6m/min，外形尺寸4 X1.6X1.5m3.4 其他设备年废品量 = 年设计产量 x（1 合格率）= 30000 x（1 99%）= 300t每小时废品量 =年废品量年生产时数300 X 100 = 427200kg日废品量=每小时废品量x日生产时数=42 x 24 = 1000 kg查阅塑料磨粉机专业生产公司资料选取JWP-550型号磨粉机表十四JWP-550型号磨粉机参数型号主机 功率 (kw)风机 功率 (kw)电压(V)总功 率(kw)刀盘直 径(mm)进料直 径(mm)出料细 度(目)产量(kg/h)外形尺寸L xWxH (m)JWP-550375.5380V50H
