CSTKNM-C3

Năng suất thiết kế: là năng suất nhà máy có thể đạt được trong những điều kiện sản xuất bình thường máy móc không bị hỏng, không bị gián đoạn bởi những lý do không được tính trước: máy h

CƠ SỞ THIẾT KẾ NHÀ MÁY

ry.com

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ

3.2 Thiết kế công nghệ 3.1 Khái niệm về công nghệ

3.4 Tính CBNL 3.5 Tính và lựa chọn thiết bị

3.3 Tính CBVC

3.1 Khái niệm về công nghệ

 Khoa học có vai trò chủ đạo trong việc đề ra những nguyên

nhân (“tại sao?”), khoa học không có bản quyền

 Công nghệ: là những hiểu biết của con người về nguyên lý

khoa học, từ những định luật, … con người sẽ lý giải để làm ra sản phẩm cụ thể: làm như thế nào, bắt chước hay sáng tạo Công nghệ sau khoa học một bước Công nghệ có thể mua bán, trao đổi được

3.1 Khái niệm về công nghệ

Mô hình hệ thống hóa khái niệm CN

Các quá trình biến đổi

Máy móc, thiết bị

Tổ chức sản xuất, kinh tế

Hiệu quả kinh tế

Số lượng

Chất lượng

3.2 Thiết kế công nghệ

3.2.1 Lựa chọn năng suất

3.2.2 Các loại năng suất

3.2.3 Cơ sở để lựa chọn năng suất

3.2.4 Nguyên liệu – Sản phẩm

3.2.5 Quy trình công nghệ

3.2.1 Lựa chọn năng suất

Định nghĩa: Năng suất là lượng sản phẩm mà nhà máy có thể sản xuất ra trong một đơn vị thời gian (Năng suất cũng có thể biểu thị bằng lượng nguyên liệu tiêu thụ trong một đơn vị thời gian)

Ví dụ: tấn/h, tấn/ngày, tấn/năm, m3/h, lít/h, m3/ngày, …(thường dùng thời gian là h, ca, năm)

3.2.2 Các loại năng suất

Năng suất lý thuyết: là năng suất lớn nhất mà nhà máy có thể đạt tới trong điều kiện sản xuất lý tưởng (làm việc 24h/ngày, 365 ngày/năm)  không dùng trong thực tế sản xuất

Năng suất thiết kế: là năng suất nhà máy có thể đạt được trong những điều kiện sản xuất bình thường (máy móc không bị hỏng, không bị gián đoạn bởi những lý do không được tính trước: máy hỏng đột xuất, cúp điện, nước, thiếu nguyên liệu, …) Thời gian sản xuất khoảng 300 ngày/năm (1 ngày có nhiều ca) (số ngày còn lại nhà máy sẽ nghỉ lễ, đại

tu, tiểu tu, vệ sinh thiết bị)

3.2.2 Các loại năng suất

 Năng suất thiết kế = Năng suất lý thuyết (h)  giờ/ca  ca/ngày  ngày/năm = lượng sản phẩm/năm

 năng suất thiết kế tính để biết, còn trong thực tế khó đạt được

Năng suất thực tế: mang tính thực tế hơn so với năng suất thiết kế Năng suất thực tế chỉ lấy 90% năng suất thiết kế có khả năng đạt được Trong thực tế cũng không đạt tới 90% trong thời gian đầu

 Ví dụ:

Năm 1: NSTT = 50% NSTK

Năm 2: NSTT = 75% NSTK

Năm 3: NSTT = 90% NSTK

3.2.2 Các loại năng suất

 Năng suất tối thiểu: là năng suất tương ứng với năng suất hòa vốn (Lượng sản phẩm sản xuất ra khi tiêu thụ tiền lời

đủ bù lại chi phí trong quá trình hoạt động) Khi chọn năng suất thiết kế cho nhà máy không thể nhỏ hơn năng suất hòa vốn

3.2.3 Cơ sở để lựa chọn năng suất

Khả năng chiếm lĩnh thị trường của nhà máy

Khả năng cung cấp các yếu tố đầu vào (nhất là nguyên liệu): phải đạt số lượng, chất lượng, ít nhất phải > 10 năm

Khả năng mua công nghệ và thiết bị có năng suất phù hợp.

Năng lực tổ chức, điều hành nhà máy, nhân công, …

Khả năng vốn đầu tư: thường phân kỳ đầu tư (đầu tư từng

giai đoạn):

Năm 1: 50% Năng suất thiết kế

Năm 2: 75% Năng suất thiết kế

Năm 3: 90% Năng suất thiết kế

3.2.3 Cơ sở để lựa chọn năng suất

 Ưu điểm: giảm rủi ro khi thị trường biến động, có thời gian

để đào tạo nhân lực, củng cố bộ máy tổ chức, giảm vốn đầu tư ban đầu

 Nhược điểm: có thể bị cạnh tranh

 Trong thiết kế chiến lược sản xuất cho nhà máy phải chú ý phân kỳ đầu tư

Khi thiết kế năng suất nhà máy, thì chọn một sản phẩm để

làm cơ sở thiết kế nhưng khi thực hiện thì một nhà máy không nên chọn một sản phẩm, mà phải chọn nhiều sản phẩm nhưng các sản phẩm này có mối quan hệ với nhau

3.2.4 Nguyên liệu – Sản phẩm

a Nguyên liệu

 Giới thiệu tổng quát: Thành phần, tính chất, đặc điểm,

tiêu chuẩn

 Phương pháp thu mua, bảo quản

 Kiểm tra chất lượng

b Sản phẩm

 Các thông số cần kiểm tra

 Phương pháp kiểm tra

 Phương pháp bảo quản

 Thời gian bảo quản

 Thứ phẩm, phế phẩm

3.2.5 Qui trình công nghệ

a Những nguyên tắc để lựa chọn qui trình công nghệ

Mức độ hiện đại, mới, đã qua thực tế sản xuất chứng minh có hiệu quả

Khả năng sử dụng nguyên liệu, hiệu suất cao, tốn ít thiết bị

và năng lượng

Tận dụng các phế liệu

Mức độ cơ giới hóa, tự động hóa

Giá thành chuyển nhượng

3.2.5 Qui trình công nghệ

b Cơ sở để lựa chọn QTCN

Tham khảo sách giáo khoa, sách chuyên môn, tạp chí khoa học công nghệ

Tài liệu: catalog, hội thảo, hội nghị, thực tế

Lựa chọn chu kỳ sản xuất của qui trình giữa quá trình liên tục hay gián đoạn do yếu tố kinh tế quyết định

• Nếu quá trình hoạt động liên tục 24h/ngày thì sẽ có ưu điểm:

– Thiết bị sẽ nhỏ hơn, ít tốn kém– Dễ kiểm soát tự động

– Chi phí đầu tư, nhân công sẽ tối thiểu

3.2.5 Qui trình công nghệ

b Cơ sở để lựa chọn QTCN

• Tuy nhiên trong những trường hợp sau quá trình gián đoạn

có ưu điểm hơn

– Sản phẩm đắt tiền, năng suất nhỏ, nhu cầu không ổn định, một số quá trình có thể sử dụng chung một thiết bị– Thiết bị gián đoạn của qui trình khác được chuyển giao với chi phí thấp

– Là giải pháp ngắn hạn đáp ứng yêu cầu khẩn cấp đã đến hạn

– Khi thiết bị liên tục không đáp ứng về hiệu suất thu hồi

và chất lượng sản phẩm

3.2.5 Qui trình công nghệ

b Cơ sở để lựa chọn QTCN

Ngoài ra còn có các phương án sản xuất khác:

• Hoạt động liên tục: 3 ca/ngày, 7 ngày/tuần có 4 ê kíp công nhân, có hoặc không có thời gian ngưng bảo trì định kỳ

• Hoạt động 5 ngày: 1,2 hoặc 3 ca/ngày, có dừng vào cuối tuần hoặc ngày nghỉ Có thể tăng ca nếu nhu cầu tăng, bảo trì những ngày không hoạt động

• Ngưng máy định kỳ: công nhân vận hành nghỉ theo chế

độ, công nhân bảo trì, sửa chữa thay mới phụ tùng

• Ngưng máy không định kỳ: phương án này không mong muốn do thiếu nguyên liệu, sự cố, cháy nổ, điều kiện thời tiết hay trục trặc máy móc thiết bị

 Nghiên cứu, phân tích những ưu khuyết điểm của quy trình

Yêu cầu

 Sử dụng nguyên liệu tối đa, hợp lý, tiết kiệm, rẻ tiền Chất lượng sản phẩm cao nhất

 Phế liệu sau chế biến phải sử dụng hợp lý

 Cố gắng cơ giới hóa, tự động hóa và nên sử dụng thiết bị trong nước

3.2.5 Qui trình công nghệ

c Chọn sơ đồ sản xuất

Chú ý:

Thuyết minh ngắn gọn, rõ ràng, đầy đủ giai đoạn

Trong quy trình thì dùng “mệnh lệnh cách”, không giải thích chi tiết, dài dòng

Sơ đồ viết thành dạng liên tục, biểu diễn các vị trí tham gia của nguyên vật liệu phụ,…

3.2.5 Qui trình công nghệ

Chú ý

Bước cơ bản trong thiết kế sơ bộ nhà máy là thiết kế qui trình nhằm làm cơ sở:

• Để ước tính chi phí đầu tư

• Để thiết kế chi tiết nhà máy

Thiết kế QTCN là trình bày các quá trình vật lý và hóa học

cơ bản của qui trình được trình bày trên một sơ đồ QTCN để làm cơ sở cho việc tính toán:

Cân bằng vật chất, năng lượng

Xác định loại thiết bị để thực hiện quá trình

Giá cả để ước tính chi phí đầu tư

Qui trình công nghệ

3.2.5 Qui trình công nghệ

e Thuyết minh QTCN

• Nhằm nêu mục đích, nhiệm vụ, chỉ tiêu cần đạt được

• Yêu cầu: rõ ràng, mạch lạc tránh sự trùng lắp Có thể thuyết minh từ khâu nguyên liệu đến sản phẩm hoặc trình bày từng công đoạn

-Nguyên liệu: tính chất, không yêu cầu chất lượng của

nguyên liệu

-Ở mỗi công đoạn:

- Mục đích và bản chất của quá trình

- Các quá trình biển đổi

- Các thông số của quá trình đó

- Thiết bị

f Sơ đồ qui trình kỹ thuật

 Qui trình thiết bị đơn giản: do chưa được chuẩn hóa nên sử dụng ký hiệu biểu diễn thiết bị rõ ràng, đơn giản và tương tự với thiết bị sử dụng cùng với yêu cầu của nó

 Qui trình thiết bị chi tiết: bản vẽ này bao gồm đường ống, van, vị trí tháo, vượt dòng, thông gió cùng với yêu cầu của thiết bị

 Qui trình thiết bị với dụng cụ đo: nhằm xác định vị trí cần đo

và kiểm soát, có thể kết hợp sơ đồ qui trình thiết bị đơn giản

 Qui trình thiết bị với các tiện nghi phục vụ sản xuất: biểu diễn các yêu cầu về hơi, nước, nhiên liệu, khí nén và các yêu cầu khác, có thể kết hợp sơ đồ qui trình thiết bị đơn giản

Sơ đồ qui trình kỹ thuật

3.3 Tính cân bằng vật chất

Khi tính cân bằng vật chất có nhiều cách tính:

Dựa vào công thức tính toán có sẵn

Dựa vào số liệu có sẵn của nguyên liệu ban đầu

Dựa vào số liệu có sẵn của sản phẩm rồi tính ngược dưới lên

Xác định tổn thất, lượng phế liệu  Xác định kho hợp lý.

Là cơ sở để tính toán về kinh tế, điện, nước.

3.3 Tính cân bằng vật chất

Trình tự

Lập sơ đồ thu hoạch nguyên liệu

Sơ đồ nhập nguyên liệu: sơ đồ thu hoạch nguyên liệu là cơ sở lập sơ đồ nhập nguyên liệu Nên tìm biện pháp kéo dài thời gian nhập liệu đồng thời tận dụng những nguyên liệu có thời

vụ xen kẻ

Lập biểu đồ sản xuất  sản xuất ổn định, liên tục

Cơ sở để lập biểu đồ sản xuất là dựa vào sơ đồ nhập nguyên liệu

Khi lập biểu đồ phải phân bố thời gian cho cả năm

Điều kiện để dây chuyền sản xuất liên tục và đều là phải đưa vào dây chuyền các loại sản phẩm khác nhau

Tính tiêu chuẩn chi phí nguyên vật liệu

Lập bảng nhu cầu nguyên vật liệu để dự trù về nguyên vật liệu cho sản xuất, yêu cầu về số lượng, vận chuyển, nhân công,… dựa trên chi phí cho 1 đơn vị sản phẩm làm ra trong một đơn vị thời gian sản xuất

Lập bảng số lượng bán thành phẩm qua từng công đoạn

3.4 Biểu đồ quá trình kỹ thuật

 Biểu đồ quá trình kỹ thuật nêu lên thời gian bắt đầu và kết thúc làm việc trên mỗi công đoạn trong phạm vi 1ca hay 1chu kỳ

 Qua biểu đồ biết được giờ bắt đầu hay kết thúc làm việc của công nhân và thiết bị trên mỗi công đoạn, ngoài ra xác định được chỉ tiêu về điện, nước, hơi, lạnh đồng thời biết được thời gian từ lúc nguyên vật liệu vào cho tới lúc thành phẩm cuối cùng đi ra, so sánh với thực tế để đánh giá chất lượng vận hành và hiệu quả kinh tế

3.5 Xác định chỉ tiêu và các yêu cầu khác

 Năng suất lao động: Vấn đề tổ chức lao động có liên quan nhiều đến việc bố trí dây chuyền sản xuất và chọn loại thiết

bị

 Thông số kỹ thuật: Phải xác định được các thông số của các quá trình như: thời gian, nhiệt độ, áp suất, chân không, độ ẩm…để chọn và tính thiết bị phù hợp với công nghệ

 Xây dựng: liên quan sự bố trí dây chuyền sản xuất và yêu cầu kỹ thuật

 Vấn đề nước: tuỳ theo yêu cầu sử dụng khác nhau mà đặt

nhiều hệ thống cung cấp từ những nguồn khác nhau và đặt thêm những thiết bị xử lý khác nhau

3.6 Chọn và tính toán thiết bị

Sau khi tính cân bằng vật chất và sơ đồ qui trình kỹ thuật (hay

sơ đồ qui trình chi tiết) người thiết kế sẽ lựa chọn thiết bị công nghệ và ước tính chi phí cho mỗi hạng mục

Đối với thiết bị được chọn:

 Thiết bị làm việc liên tục, có cấu tạo đơn giản, rẻ tiền, việc

sử dụng và sửa chữa dễ, kích thước gọn, năng suất cao và tiêu hao năng lượng (hơi, điện, nước ) ít

3.6 Chọn và tính toán thiết bị

b Chú ý:

 Cố gắng tìm biện pháp nâng cao hệ số sử dụng của thiết bị

 Khi chọn thiết bị phải chú ý đến vật liệu chế tạo thiết bị, bởi

vì kim loại có ảnh huởng rất lớn đến chất luợng sản phẩm

3.6 Chọn và tính toán thiết bị

c Cách ghi chú: khi chọn một thiết bị phải ghi đầy đủ các đặc tính kỹ thuật:

 Năng suất thiết bị: cần chú ý có nhiều thiết bị năng suất của

nó phụ thuộc vào từng loại nguyên liệu và từng chế độ làm việc khác nhau

 Kích thước thiết bị: để từ đó ấn định diện tích và chiều cao

phân xuởng

 Trọng lượng thiết bị: để tính toán khi di chuyển và đặt nền móng cho thích hợp

 Công suất động cơ: để lập nhu cầu về điện cho thích hợp.

 Nơi sản xuất và nhãn hiệu máy, cần ghi ở trang và cuốn sách

nào, để thuận tiện cho việc mua thiết bị sau này

3.6 Chọn và tính toán thiết bị

Đối với thiết bị được tính toán:

 Dựa vào năng suất của nhà máy

 Yêu cầu của chất lượng sản phẩm

 Tuổi thọ vận hành và phụ tùng thay thế

 Thiết bị kiểm tra đi kèm

 Địa điểm xây dựng, diện tích mặt bằng

3.7 Tính cân bằng năng lượng

 Sau khi tính cân bằng vật chất cho toàn bộ qui trình và từng thiết bị, từ kết quả này ta dùng để tính toán cân bằng năng lượng

 Nhiệt độ và áp suất tại các giai đoạn quan trọng của qui trình, đặc biệt là trước và sau thiết bị chính sẽ giúp hướng dẫn cho việc tính toán

Kết quả tính thường theo đơn vị kcal hay Kj/h, sẽ được bổ sung vào các loại sơ đồ qui trình cùng với kết quả cân bằng vật chất

3.7 Tính cân bằng năng lượng

•Tính công suất điện động lực

•Tính công suất điện thắp sáng

•Xác định phụ tải tính toán

•Chọn máy biến áp

 Tính lạnh

3.8 Tính cung cấp nước

Trình tự

Tính nước cho thiết bị

•Nước làm mát thiết bị

•Nước cho thiết bị ngưng tụ

Tính nước sinh hoạt

Thiết kế hệ thống xử lý nước cấp

•Nguồn nước  Thu gom  Bể chứa  Xử lý  Bể chứa  Đài nước

Click to edit subtitle style