年產(chǎn)20萬(wàn)噸pvc管塑料加工廠工藝設(shè)計(jì)-畢業(yè)(完整版)資料

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年產(chǎn)20萬(wàn)噸pvc管塑料加工廠工藝設(shè)計(jì)--畢業(yè)（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目年產(chǎn)20萬(wàn)噸PVC管塑料加工廠工藝設(shè)計(jì)作者學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院專(zhuān)業(yè)材料化學(xué)學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師二〇一六年五月二十五日

湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)化學(xué)化工學(xué)院材料科學(xué)與工程系系主任:（簽名）年月日學(xué)生姓名:學(xué)號(hào):______專(zhuān)業(yè):材料化學(xué)1設(shè)計(jì)（論文）題目及專(zhuān)題：年產(chǎn)20萬(wàn)噸PVC管塑料加工廠工藝設(shè)計(jì)2學(xué)生設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間：自2021年3月28日開(kāi)始至2021年5月26日止3設(shè)計(jì)（論文）所用資源和參考資料：（1）塑料制品成型加工；（2）塑料工業(yè)手冊(cè)；（3）聚氯乙烯管材制造和應(yīng)用；（4）聚氯乙烯管材制造和應(yīng)用。4設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的主要內(nèi)容：（1）前言（PVC管材簡(jiǎn)介）；（2）PVC管材生產(chǎn)原料及工藝流程及原理；（3）硬PVC管生產(chǎn)車(chē)間工藝計(jì)算及設(shè)備選型；（4）機(jī)頭和口模的設(shè)計(jì)；（5）廠房設(shè)計(jì)和設(shè)備布局及技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算；（6）設(shè)計(jì)圖紙5-6張（全廠平面布置圖、車(chē)間平面布置圖、車(chē)間立面圖、車(chē)間主要設(shè)備圖、生產(chǎn)流程圖等）。5提交設(shè)計(jì)（論文）形式（設(shè)計(jì)說(shuō)明與圖紙或論文等）及要求：（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)規(guī)范，文字力求簡(jiǎn)練，計(jì)算準(zhǔn)確，選用設(shè)備可靠；（2）設(shè)計(jì)圖紙規(guī)范、整潔，工藝合理；（3）按畢業(yè)設(shè)計(jì)大綱要求完成規(guī)定數(shù)量圖紙：五張手繪圖紙。6發(fā)題時(shí)間：2021年3月25日指導(dǎo)教師：（簽名）學(xué)生：（簽名）

湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人評(píng)語(yǔ)[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作態(tài)度，研究?jī)?nèi)容與方法，工作量，文獻(xiàn)應(yīng)用，創(chuàng)新性，實(shí)用性，科學(xué)性，文本（圖紙）規(guī)范程度，存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]指導(dǎo)人：（簽名）年月日指導(dǎo)人評(píng)定成績(jī)：湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的文本格式、圖紙規(guī)范程度，工作量，研究?jī)?nèi)容與方法，實(shí)用性與科學(xué)性，結(jié)論和存在的不足等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]評(píng)閱人：（簽名）年月日評(píng)閱人評(píng)定成績(jī)：

湖南科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄日期：2021年學(xué)生：學(xué)號(hào)：班級(jí)：材化一班題目：年產(chǎn)20萬(wàn)噸PVC管塑料加工廠工藝設(shè)計(jì)提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)下列材料：1設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) 共 頁(yè)2設(shè)計(jì)（論文）圖紙 共 頁(yè)3指導(dǎo)人、評(píng)閱人評(píng)語(yǔ) 共 頁(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)：[主要對(duì)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的研究思路，設(shè)計(jì)（論文）質(zhì)量，文本圖紙規(guī)范程度和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）的介紹，回答問(wèn)題情況等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)]答辯委員會(huì)主任：（簽名）委員：（簽名）（簽名）（簽名）（簽名）答辯成績(jī)：總評(píng)成績(jī)：摘要本設(shè)計(jì)是年產(chǎn)20萬(wàn)噸聚氯乙烯管塑料加工廠工藝設(shè)計(jì)，本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)共有七章，根據(jù)實(shí)習(xí)和相關(guān)文獻(xiàn)，完成了物料衡算、主要設(shè)備選型等。此設(shè)計(jì)有說(shuō)明書(shū)一份、圖紙三張。說(shuō)明書(shū)內(nèi)容：1.PVC管簡(jiǎn)介、發(fā)展前景及其特點(diǎn)；2.PVC管生產(chǎn)工藝流程；3.物料衡算；4.生產(chǎn)設(shè)備的選型，工廠及其車(chē)間布局；5.技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。圖紙：1.工廠平面布置圖；2.擠出機(jī)三視圖；3.生產(chǎn)流程圖；4.車(chē)間布置圖關(guān)鍵詞：聚氯乙烯；管材；擠出工藝；廠房平面設(shè)計(jì)ABSTRACTThisdesignistheannualoutputof200000tonsofpolyvinylchloride(PVC)tubeplasticprocessingfactoryprocessdesign，therearesevenchaptersofthisdesignmanual，accordingtothepracticeandrelatedliteratures，completedthematerialbalance，mainequipmentselection，etc.Acopyofthisdesignwithspecifications，drawings，threecopies.Content:1.PVCpipeintroduction，developmentprospectsanditscharacteristics；2.PVCpipeproductionprocess；3.Materialbalance；4.Theproductionequipmentselection，factoryandworkshoplayout；5.Technicalandeconomicanalysis.Drawing:1.Theplantlayout；2.Extruderthreeviewdrawing；3.Productionflowchart；4.TheworkshoplayoutKeywords:polyvinylchloride(PVC)；Steeltubes；Extrusionprocess；Workshopplanedesign目錄第一章前言 11.1聚氯乙烯管材的發(fā)展史及其特點(diǎn) 11.2

PVC管材行業(yè)的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景 41.3PVC-U管道的設(shè)計(jì)原則 51.4

國(guó)內(nèi)外主要工藝路線的比較和選擇 61.5PVC給水管的規(guī)格尺寸 6第二章

PVC管材生產(chǎn)原料及工藝流程及原理 82.1

PVC管材主要原料PVC樹(shù)脂選擇 82.2

PVC-U管材生產(chǎn)配方 92.3

生產(chǎn)工藝流程概述 92.4生產(chǎn)原理 10擠出機(jī) 10冷卻定型裝置 122.5

產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 12第三章

硬PVC管生產(chǎn)車(chē)間工藝計(jì)算 133.1生產(chǎn)能力計(jì)算 133.2物料衡算 133.3原料消耗計(jì)算 14第四章設(shè)備選型和臺(tái)數(shù)計(jì)算及能量衡算 164.1高速混合機(jī)的計(jì)算 164.2螺桿擠出機(jī)計(jì)算 164.3

擠出管輔機(jī)計(jì)算 174.4其他設(shè)備 174.5能量衡算 18第五章機(jī)頭和口模的設(shè)計(jì) 205.1擠出成型模具包括兩部分:機(jī)頭和定型模 205.2擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成 205.3擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)原則 215.4擠出機(jī)頭的選擇 22第六章廠房設(shè)計(jì)和設(shè)備布局 236.1概述 236.2廠址選擇及原則 236.3廠房的平面輪廓設(shè)計(jì)及布置 236.4房的立面輪廓設(shè)計(jì)及布置 256.5設(shè)備的布置和排列 25第七章技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算 277.1基建投資 277.2各項(xiàng)費(fèi)用計(jì)算 27原料價(jià)格 27人工費(fèi) 27其他費(fèi)用 277.3總成本 287.4銷(xiāo)售收入、稅金和利潤(rùn) 287.5盈利 28第八章安全與環(huán)保 298.1綜合安全防護(hù) 29防火防爆 29防毒 30結(jié)論 31設(shè)備一覽表 32參考文獻(xiàn) 33致謝 34附錄A設(shè)計(jì)圖 35第一章前言PVC的全稱是polyvinylchloride（聚氯乙烯）。這種塑料制品其實(shí)是一種乙烯基的聚合物質(zhì)。聚氯乙烯擁有有原料豐富（石油、石灰石、焦炭、食鹽和天然氣）、制造工藝成熟、價(jià)格低廉、用途廣泛等突出特點(diǎn)，現(xiàn)已變?yōu)槭澜缟蟽H次于聚乙烯樹(shù)脂的第二大通用樹(shù)脂，占世界合成樹(shù)脂總消費(fèi)量的29%。硬質(zhì)聚氯乙烯排水管簡(jiǎn)稱PVC-U排水管，是一種新型的建筑材料，越來(lái)越受到人們的重視和關(guān)注。它質(zhì)輕、光潔、美觀、水阻小、組配靈活、安裝省時(shí)省力，很受設(shè)計(jì)、施工單位及用戶喜愛(ài)。所以使用PVC-U排水管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄鐵排水管，正以不可逆轉(zhuǎn)之勢(shì)，在全國(guó)很快普及開(kāi)來(lái)。目前自來(lái)水輸送、生活污水排放、建筑電線等所用的管大部分是用硬質(zhì)聚氯乙烯管。1.1聚氯乙烯管材的發(fā)展史及其特點(diǎn)30年代中期在德國(guó)首先研制成功PVC

-

U管。50

年代發(fā)展較快，到60

年代已在歐洲、美國(guó)、日本等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家的給供水管道中經(jīng)常使用。根據(jù)國(guó)際水協(xié)代表大會(huì)報(bào)告，近十幾年來(lái)PVC

-

U管使用率持續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)自60年代中期開(kāi)始使用U-PVC

管，但限于當(dāng)時(shí)生產(chǎn)水平低、原材料質(zhì)量不高、PVC

-

U管的毒性、壽命等問(wèn)題爭(zhēng)議很大，質(zhì)量不穩(wěn)定，工程質(zhì)量事故不少，未能使PVC

-

U

管的開(kāi)發(fā)應(yīng)用深入堅(jiān)持下去。進(jìn)入80年代后，國(guó)家極力倡導(dǎo)環(huán)保產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)，并在“七五”期間將“室外給水用PVC

-

U管道應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)研究”列為國(guó)家科技重點(diǎn)攻關(guān)課題?，F(xiàn)在PVC

-

U

管的生產(chǎn)技術(shù)和質(zhì)量已幾乎達(dá)到了國(guó)際當(dāng)代水平，并逐漸被供水界認(rèn)識(shí)和采用。塑料管材管件是化學(xué)建材的主要品種，而PVC-

U管材管件則是塑料管的主要產(chǎn)品。給水用PVC-

U管材管件的開(kāi)發(fā)開(kāi)始于國(guó)家“七五”期間。在國(guó)家政策指導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用和發(fā)展，已經(jīng)具備了應(yīng)用技術(shù)法規(guī)完整、施工技術(shù)研究深入、產(chǎn)品加工工藝成熟的優(yōu)勢(shì)。上海、廣州、武漢、天津等省市在供水管道工程中已全面停止使用普通鍍鋅管，應(yīng)用塑料管。PVC-

U管具有重量輕，耐壓強(qiáng)度好，輸送流體阻力小，耐腐蝕不結(jié)垢、抑制細(xì)菌增長(zhǎng)等好處用于城市給水，能改善管網(wǎng)水質(zhì)，有效地保證管網(wǎng)水水質(zhì)不產(chǎn)生二次污染，特別是PVC-

U管耐酸堿的特點(diǎn)，能使管道處于土壤環(huán)境中而很難受腐蝕，而且其價(jià)格不高，技術(shù)比較成熟。PVC

-

U

硬聚氯乙烯管是世界上不少發(fā)達(dá)國(guó)家正在大力開(kāi)發(fā)和應(yīng)用的一種新型化學(xué)材料。它在輸送流體方面，擁有重量輕、耐壓、強(qiáng)度高、輸送液體的摩擦阻力小、耐化學(xué)腐蝕性能強(qiáng)、施工安裝及維修方便、節(jié)省鋼材及能源、使用壽命長(zhǎng)、減輕工人施工勞動(dòng)強(qiáng)度、建設(shè)投資較低等特點(diǎn)。因此在一些方面用PVC

-

U

硬聚氯乙烯管代替鋼管，可以緩解我國(guó)生產(chǎn)建設(shè)中的鋼材短缺、能源缺少的局面，其經(jīng)濟(jì)效益是明顯的。供水管網(wǎng)的基建投資巨大，占給水工程費(fèi)用的2/

3左右，這主要是管材消耗大及施工任務(wù)繁重等原因造成的。如選用PVC

-

U

管材，在保證管網(wǎng)運(yùn)行工作壓力，流量等要求的同時(shí)，對(duì)降低管網(wǎng)工程施工造價(jià)，具有重大意義。根據(jù)我們的實(shí)踐和對(duì)PVC

-

U

管的了解，認(rèn)為在現(xiàn)代給水工程中，尤其是室外給水管道工程，PVC

-

U管的推廣應(yīng)用具有以下優(yōu)勢(shì)。①PVC利于環(huán)保PVC是通用熱塑性產(chǎn)品，能夠回收反復(fù)利用。近年來(lái)，PVC工業(yè)遭到環(huán)保工業(yè)方面的多次挑戰(zhàn)，例如，最近爭(zhēng)論不休的二惡英問(wèn)題。但是，已經(jīng)被許多研究機(jī)構(gòu)結(jié)果顯示主要污染并非來(lái)自PVC工業(yè)。如歐洲乙烯制品委員會(huì)的實(shí)驗(yàn)研究表明，廢棄PVC制品不容易分解，對(duì)土壤、環(huán)境不會(huì)造成危害。蘇格蘭愛(ài)丁堡地球生態(tài)協(xié)會(huì)證明，大氣層中93%的氯化氫是又煤炭燃燒產(chǎn)生而非PVC，其實(shí)，形成酸雨的主要禍?zhǔn)资嵌趸蚝投趸＿@兩種有害物質(zhì)一般都是由傳統(tǒng)的燃料燃燒（如汽車(chē)尾氣、燃燒尾氣等）產(chǎn)生的。美國(guó)紐約政府能源和發(fā)展局進(jìn)行焚燒實(shí)驗(yàn)后知道，城市固體垃圾中PVC廢棄物質(zhì)含量與二惡英的形成沒(méi)有必然聯(lián)系。一些環(huán)境學(xué)家不再用舊的眼光去看待PVC，即產(chǎn)生和加工PVC的能耗比其替代品要少40%左右，有利于降低"溫室效應(yīng)"。②安全衛(wèi)生P

VC作為給水管道使用時(shí)，其衛(wèi)生性能變成現(xiàn)在爭(zhēng)論的焦點(diǎn)，即通常所說(shuō)的"有毒無(wú)毒"的問(wèn)題。科學(xué)地說(shuō)，塑料材料不存在有毒和無(wú)毒分類(lèi)的問(wèn)題，而是有普通塑料和衛(wèi)生級(jí)塑料的區(qū)別，PVC樹(shù)脂也是這樣。通常不與食品藥物接觸的PVC制品是普通級(jí)PVC制品，如門(mén)窗、扣板、供水管等；而與食品醫(yī)藥接觸的PVC制品則是食品衛(wèi)生級(jí)，如PVC輸液輸血袋、食品包裝、給水管材等。食品衛(wèi)生級(jí)別的PVC制品，對(duì)鉛、鎘等重金屬含量河PVC樹(shù)脂殘留氯乙烯單體（VCM）含量作了嚴(yán)格規(guī)定。并且各國(guó)衛(wèi)生組對(duì)衛(wèi)生性能要求不一樣，至盡在美國(guó)、歐洲、非洲等國(guó)家仍允許使用鉛鹽穩(wěn)定劑。他們認(rèn)為加工設(shè)備先進(jìn)、需添加的穩(wěn)定劑量則小，最終能從管材表面遷移出的鉛等重金屬量非常細(xì)微，經(jīng)過(guò)最終沖洗后基本不能發(fā)現(xiàn)，因而是安全衛(wèi)生的。在歐洲，PVC工業(yè)（包括樹(shù)脂業(yè)、制品行業(yè)、助劑行業(yè)）自愿作出以下承諾：已確定市場(chǎng)管材、管件廢料回收在2003年達(dá)25%，2005年達(dá)50%，并致力于不影響環(huán)境。我國(guó)涉水產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是GB/T17219《生活飲用水輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的安全性價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)鉛、鎘、汞等重金屬的穩(wěn)定劑生產(chǎn)給水產(chǎn)品；樹(shù)脂VCM含量要低于1mg/kg等。事實(shí)上，只要使用衛(wèi)生級(jí)別的PVC樹(shù)脂和不含鉛、鎘等有害重金屬穩(wěn)定劑，如：有機(jī)錫、稀土、鈣鋅穩(wěn)定劑，衛(wèi)生性能完全達(dá)到GB/T17219的要求，作為給水管材及其它食品衛(wèi)生級(jí)別產(chǎn)品使用是相當(dāng)安全的。③性能受環(huán)境影響小當(dāng)PVC管道被用于輸水時(shí)，它的防滲透性以及對(duì)

自來(lái)水中游離氯的適應(yīng)性都是非常重要的，PVC在兩方面都表現(xiàn)出很好的優(yōu)越性。它的防滲透性使自來(lái)水的水質(zhì)難以受環(huán)境的影響；其抗氧化化能力比烯烴強(qiáng)，在生產(chǎn)過(guò)程中不需要加大量氧化劑等，因而使用時(shí)不用擔(dān)心抗氧劑被自來(lái)水中氧和游離氯的破壞而變脆的危險(xiǎn)。當(dāng)用做埋地供污管道時(shí)，防滲透性不錯(cuò)，可良好的避免污染，和污水對(duì)環(huán)境造成影響。④摩擦阻力小，水力條件優(yōu)越，管網(wǎng)運(yùn)行費(fèi)用低鍍鋅管與鑄鐵管管內(nèi)壁粗糙，水阻力大，形成結(jié)垢層后既影響了水質(zhì)又降低了管道有效通徑。有關(guān)實(shí)驗(yàn)人員抽取了數(shù)段使用超過(guò)10

年的DN150－DN300

鍍鋅鋼管和鑄鐵管測(cè)量，發(fā)現(xiàn)管壁的附著物最厚的有25mm之多，最薄的也有10mm。有這些附著物存在造成管道有效通徑變小，影響供水量，加大供水成本。U-PVC

管材內(nèi)壁光滑，流體摩擦阻力小，克服了鑄鐵管因生銹、結(jié)垢而影響流量的壞處，可提高輸送能力43.

7

%

，使用溫度范圍在-

15～60

℃之間。根據(jù)環(huán)水膜重力理論推測(cè)計(jì)算，供水水膜流過(guò)流面積不超過(guò)立管斷面積的1/

3～1/

4

時(shí)，塑料立管的給水最大通水能力比鑄鐵管增加60

%

，同時(shí)不致造成水封的損壞，

因此，對(duì)于同樣量的供水量而言，其給水管管徑可以比鑄鐵管管徑小，或同樣管徑在規(guī)范許可范圍內(nèi)可盡可能采用較小坡度，由此可以增加空間凈高，對(duì)使用者而言更為有利，增強(qiáng)了建筑的使用功能。在同樣水力條件下，供水能耗降低44％，管網(wǎng)的總水壓損耗相對(duì)要少，對(duì)加壓設(shè)施的要求相對(duì)不高，加壓所需費(fèi)用也隨之減少。⑤使用壽命長(zhǎng)按照國(guó)家有關(guān)規(guī)定用于冷水輸送的鍍鋅鋼管使用壽命為7–10年，熱水輸送的鍍鋅鋼管使用壽命為2–3

年，實(shí)際使用一般不高于20年，鍍鋅管還存在保溫性差、銹蝕后易爆裂等壞處，從建筑物的使用壽命來(lái)看，也是有弊端的。而PVC

-

U

管經(jīng)過(guò)測(cè)試和國(guó)

外有關(guān)資料介紹實(shí)際使用壽命不低于50年。⑥質(zhì)輕、施工方便、安裝技術(shù)要求不高、工程造價(jià)低PVC

-

U

管材的密度是1.

4～1.

6g/

cm3

，是同樣尺寸鋼管的1/

3～1/

5

，因而運(yùn)輸、安裝方便，施工效率較高。供水鑄鐵管因?yàn)楸戎剌^大，而且安裝時(shí)需打麻、調(diào)制接口材料、捻口、養(yǎng)護(hù)，施工時(shí)不僅工作繁重，而且安裝時(shí)間很長(zhǎng)，使施工效益明顯減低。而UPVC管材比重為約1.

4t/

m3

，僅為鑄鐵管管材的1/

5

，同樣長(zhǎng)度的塑料管要比鑄鐵管輕得多，安裝時(shí)只需人工搬運(yùn)，而且UPVC

供水管采用的是承插式溶粘接口，同時(shí)其標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度(6m

，4m)

比鑄鐵管長(zhǎng)，減少了接口數(shù)量，減少了安裝工序。例如:一根標(biāo)準(zhǔn)6m長(zhǎng)的DN110

的塑料管只要一人即可安裝完成，然而鑄鐵管則要2～3

人，這樣工程安裝時(shí)間可減少60

%以上，安裝費(fèi)用也可降低50

%以上，對(duì)于施工單位，可節(jié)省開(kāi)支，降低成本，縮短工程周期，也提高了建筑物的經(jīng)濟(jì)性。⑦維修容易，管道更換時(shí)間短由于PVC

-

U

管質(zhì)輕搬運(yùn)方便，剪裁容易，在其發(fā)生破裂事故時(shí)維修施工難度很低，再加上有專(zhuān)用的對(duì)接頭，接通即可通水。PVC

-

U

管在發(fā)達(dá)國(guó)家已使用了半個(gè)多世紀(jì)，取得了很好的節(jié)能、環(huán)保效果，對(duì)此我們不妨奉行“拿來(lái)主義”，改善城鎮(zhèn)的供水狀況。⑧經(jīng)濟(jì)、美觀按目前的市場(chǎng)情況，UPVC

供水管價(jià)格僅是鑄鐵供水管的約80

%，即單位造價(jià)每千平方米建筑面積節(jié)省建筑費(fèi)用同鑄鐵供水管比較造價(jià)減少大約700

元。此外，因?yàn)閁-PVC

管材較輕，其運(yùn)輸費(fèi)用也得到顯著降低。U-PVC

供水管通常外壁為白色，且不用做刷紅丹、銀粉等的防腐處理，沒(méi)有如鑄鐵管外壁銹蝕脫落等問(wèn)題，暗裝入管井中時(shí)不需要經(jīng)常維護(hù)護(hù)理，明裝則比鑄鐵管優(yōu)點(diǎn)更為明顯:容易清洗，視覺(jué)效果較佳，大大地改善了人們的生活、工作環(huán)境也方便了建筑物的物業(yè)管理。1.2

PVC管材行業(yè)的現(xiàn)狀和應(yīng)用前景[1]近十幾年來(lái)中國(guó)的塑料管業(yè)以十分驚人的速度蓬勃發(fā)展。中國(guó)塑料管產(chǎn)量從90年的不到20萬(wàn)噸增長(zhǎng)到2000年約80萬(wàn)噸，在上世紀(jì)的最后十年內(nèi)增長(zhǎng)達(dá)300%。進(jìn)入新世紀(jì)后繼續(xù)高速增長(zhǎng)，雖然基數(shù)在增加，年增長(zhǎng)率依然很高。2007年我國(guó)塑料管的總產(chǎn)量已經(jīng)高于300萬(wàn)噸。2000年起，中國(guó)在全世界各國(guó)塑料管產(chǎn)量的排位中已是第2位。表1.1七個(gè)國(guó)家近年塑料管產(chǎn)量比較[2]國(guó)家美國(guó)意大利德國(guó)英國(guó)西班牙日本中國(guó)年產(chǎn)量44444.84230.830.861.8332表1.2

2000-2007

中國(guó)塑料管道行業(yè)產(chǎn)量及增長(zhǎng)情況

單位：萬(wàn)噸年份2000 2001200220032004200520062007總產(chǎn)量78.6121.4136.9163.8190.7236.7288.1331.8年增長(zhǎng)%-54.412.819.616.424.121.715.2表1.3

2007年中國(guó)各種塑料管在各個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域的分布

單位：萬(wàn)噸分類(lèi)室外給水WOB建筑給水WIB建筑排水DIB埋地排水DOB燃?xì)庥霉蹽AS護(hù)套管CDT農(nóng)業(yè)用管AGC工業(yè)用管IDT總計(jì)總量8340465310532225332比例25%12.5%13.5%16%3%16%6.5%7.5%100%PE30121.520.51025105114PVC4254426.5-25115158.5PP3220.51-31333.5GRP8--5821其他-145這三張表說(shuō)明出我國(guó)塑料管產(chǎn)量逐年增長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，從而

反映了我國(guó)對(duì)塑料管的需求日益激增，尤其是對(duì)PVC管材的需求顯得更加突出。在政府的鼓勵(lì)和支持下，通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的推動(dòng)，得益于經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的環(huán)境，我國(guó)塑料管的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展取得巨大進(jìn)步。近年已經(jīng)出現(xiàn)一批規(guī)模化、配套化、跨地區(qū)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的企業(yè)集團(tuán)，年銷(xiāo)售額達(dá)到數(shù)億到數(shù)十億。估計(jì)現(xiàn)在我國(guó)領(lǐng)先的近20家企業(yè)的年銷(xiāo)售額合計(jì)超過(guò)100億，幾乎占到全國(guó)塑料管總銷(xiāo)售額的三份之一。我國(guó)塑料管產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局的進(jìn)步是保證我國(guó)塑料管今后能夠持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家的塑料管業(yè)都是由少數(shù)領(lǐng)先企業(yè)占市場(chǎng)主體的，例如：根據(jù)AMI資料，歐洲熱塑性塑料管業(yè)2005年有550個(gè)生產(chǎn)廠，其中三份之一屬于領(lǐng)先的50個(gè)企業(yè)集團(tuán)，最領(lǐng)先的三家企業(yè)集團(tuán)的年產(chǎn)量是：Wavin

40萬(wàn)噸，

Alphacan

超過(guò)20萬(wàn)噸，Pipelife超過(guò)20萬(wàn)噸。1.3PVC-U管道的設(shè)計(jì)原則確定設(shè)計(jì)條件在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)前，對(duì)于所設(shè)計(jì)的PVC-U管道系統(tǒng)必須按照輸送介質(zhì)的性質(zhì)、運(yùn)行壓力、環(huán)境狀況和安全要求等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算的條件主要有以下幾點(diǎn)。①系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用壽命 PVC-U管道系統(tǒng)，對(duì)于不同用途的系統(tǒng)應(yīng)有不同的使用壽命，而不能完全根據(jù)塑料管道現(xiàn)有分類(lèi)規(guī)定，把設(shè)計(jì)使用壽命一律定為50年?，F(xiàn)在國(guó)際上大多是利用各種塑料管的時(shí)間一強(qiáng)度試驗(yàn)曲線，根據(jù)管道使用條件莊作溫度)查得相應(yīng)的使用壽命。PVC-U管在化工應(yīng)用中的實(shí)踐表明，對(duì)于各種用途的管道系統(tǒng)(包括工藝管路)，其使用效果都相當(dāng)好，系統(tǒng)的使用壽命可與設(shè)備或機(jī)器的運(yùn)行年限相當(dāng)。②介質(zhì)性質(zhì)介質(zhì)的性質(zhì)包括所輸送介質(zhì)的密度、粘度，與塑料管是不是相容，是不是有固體顆粒或氣相存在等。必須對(duì)所輸送的介質(zhì)性質(zhì)加以研究分析，選擇使用合適的管材及最佳的運(yùn)行參數(shù)，才能保證所設(shè)計(jì)的PVC-U管道系統(tǒng)達(dá)到最佳使用壓力和輸送能力而又運(yùn)行成本最低。③管內(nèi)運(yùn)行壓力設(shè)計(jì)時(shí)首先著眼于系統(tǒng)的正常運(yùn)行壓力，這是工況設(shè)計(jì)的依據(jù)，然后必須考慮系統(tǒng)內(nèi)可能出現(xiàn)的最高運(yùn)行壓力和最高壓力持續(xù)的時(shí)間。對(duì)于裝有閥門(mén)等管件的PVC-U管道，還應(yīng)考慮關(guān)閉或開(kāi)啟閥門(mén)的過(guò)程中，會(huì)使原來(lái)管道中的靜壓瞬間升高。如果頻繁地關(guān)閉或開(kāi)啟閥門(mén)，則應(yīng)考慮由此引起的管道疲勞和老化，從而使管道強(qiáng)度性能降低。另外，系統(tǒng)的運(yùn)行壓力還應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力過(guò)高，運(yùn)行時(shí)其經(jīng)濟(jì)性就顯得過(guò)低；反之，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力過(guò)低，雖然運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性較好，但系統(tǒng)的安全可靠性得不到保障，就不能滿足技術(shù)上的要求。所以，必須綜合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面，才能取得良好的設(shè)計(jì)效果。國(guó)內(nèi)的PVC-U管道，一般是按GB

1

0002.1–96標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的，使用壓力分為0.6

MPa和1

.0

MPa，某些企業(yè)也有1.5~1.9

MPa規(guī)格的高壓管道。根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇不同規(guī)格的管道時(shí)，必須保證系統(tǒng)運(yùn)行壓力低于管道的使用壓力。1.4

國(guó)內(nèi)外主要工藝路線的比較和選擇擠出成型工藝是聚合物加工領(lǐng)域中生產(chǎn)品種最多，變化最多、生產(chǎn)率較高、適應(yīng)性強(qiáng)、用途廣泛、產(chǎn)量所占比重最大的成型加工方法。擠出成型是使高聚物的熔體(或粘性流體)在擠出機(jī)的螺桿的擠壓作用下通過(guò)一定形狀的口模而連續(xù)成型，所得的制品為具有恒定斷面形狀的連續(xù)型材。當(dāng)前大多數(shù)生產(chǎn)PVC管材的企業(yè)都是采用螺桿擠出機(jī)進(jìn)行干法塑化工藝連續(xù)操作。螺桿擠出機(jī)又可分為單螺桿擠出機(jī)和多螺桿擠出機(jī)。PVC管材的擠出機(jī)可以用單螺桿擠出機(jī)，也可以用雙螺桿擠出機(jī)。兩種擠出機(jī)各有各的特點(diǎn)。單螺桿擠出機(jī)特點(diǎn)：a.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格低。b.適合聚合物的塑化擠出，適合顆粒料的擠出加工。對(duì)聚合物的剪切降解小，但物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間長(zhǎng)。c．操縱容易，工藝控制簡(jiǎn)單。雙螺桿擠出機(jī)：a.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格高。b.具有很好的混煉塑化能力，物料在擠出機(jī)中停留時(shí)間短，適合粉料加工。c．產(chǎn)量大，擠出速度快，單位產(chǎn)量耗能低。但是使用單螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)PVC管材的企業(yè)，干混料不能直接使用，還必須經(jīng)過(guò)混煉塑化加工成粒料的工序才能進(jìn)行生產(chǎn)。而雙螺桿擠出機(jī)適合粉料加工，它可以直接使用混合好的PVC料，減少了造粒的工序，但多了廢料的磨粉工序。另外，由于雙螺桿擠出機(jī)的產(chǎn)量大，擠出速度快，一般可達(dá)到2～4米/分鐘，適合PVC塑料型材的大規(guī)模生產(chǎn)。而單螺桿擠出機(jī)一般只用作小型輔助型材生產(chǎn)，擠出速度僅為1～2米/分鐘，而且目前國(guó)產(chǎn)雙螺桿擠出機(jī)的質(zhì)量已基本達(dá)到進(jìn)口雙螺桿擠出機(jī)的水平，價(jià)格僅為進(jìn)口機(jī)的1/3～1/5。所以近年來(lái)，隨著硬PVC制品產(chǎn)量的增加，直接使用干混料加工PVC制品的雙螺桿擠出機(jī)應(yīng)用越來(lái)越廣，雙螺桿擠出機(jī)的型號(hào)日漸增多，對(duì)雙螺桿擠出理論的研究也日漸深入[3]。綜上所述，本項(xiàng)目采用錐型異向雙螺桿擠出機(jī)生產(chǎn)PVC管材。1.5PVC給水管的規(guī)格尺寸因本設(shè)計(jì)是用PVC管材做給水管使用，故PVC給水管的規(guī)格尺寸如下表所示：表1.4PVC給水管的規(guī)格尺寸管內(nèi)徑標(biāo)稱規(guī)格國(guó)內(nèi)DIN規(guī)格mminch管厚度管外徑103/8〃2.5±0.216±0.2151/2〃3.0±0.320±0.3203/4〃3.0±0.325±0.3251〃3.5±0.332±0.3321+1/4〃3.5±0.340±0.3401+1/2〃4.0±0.450±0.3502〃4.5±0.463±0.3652+1/2〃4.5±0.475±0.3803〃5.9±0.490±0.31004〃7.1±0.5110±0.41255〃7.5±0.5140±0.41506〃9.6±0.7160±0.52008〃11.0±0.7225±0.725010〃13.6±0.9250±0.830012〃16.2±1.1315第二章

PVC管材生產(chǎn)原料及工藝流程及原理2.1

PVC管材主要原料PVC樹(shù)脂選擇生產(chǎn)PVC管材的原料主要是懸浮法聚合的聚氯乙烯樹(shù)脂[4]根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T5761-93《懸浮法通用型聚氯乙烯樹(shù)脂檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，懸浮法PVC分為PVC-SGl到PVC-SG8八種樹(shù)脂，其中數(shù)字越小，聚合度越大，分子量也越大，強(qiáng)度越高，但熔融流動(dòng)越困難，加工也越困難。表2.1我國(guó)懸浮法聚氯乙烯樹(shù)脂的型號(hào)及相關(guān)參數(shù)型號(hào)聚合溫度/℃粘度/(mL/g)K值聚合度參考用途SG-148.2154~14477~751800~1650高級(jí)電絕緣材料SG-250.5143~13674~731650~1500電絕緣材料，一般軟制品SG-353.0135~12772~711500~1350電絕緣材料，農(nóng)膜，塑料鞋SG-456.5126~11970~691250~1150薄膜，人造革，高強(qiáng)度硬管SG-558.0118~10768~661100~1000透明制品，硬管，型材SG-661.8106~9664~63950~850唱片，透明片，硬板，焊條SG-765.595~8762~60850~750吹塑瓶，透明片，管件SG-868.586~7359~55750~650過(guò)氯乙烯樹(shù)脂具體選擇時(shí)，做軟制品時(shí)，一般使用PVC-SGl、PVC-SG2、PVC-SG3型，需要加人大量增塑劑。例如聚氯乙烯膜使用SG-2樹(shù)脂，加入50～80份的增塑劑。而加工硬制品時(shí)，一般不加或很少量加入增塑劑，所以用PVC-SG4、VC-SG5、PVC-SG6、PVC-SG7、PVC-SG8型。如PVC硬管使用SG4樹(shù)脂

塑料門(mén)窗型材使用SG5樹(shù)脂，硬質(zhì)透明片使用SG6樹(shù)脂、硬質(zhì)發(fā)泡型材使用SG7、SG8樹(shù)脂。

生產(chǎn)PVC管材所用的樹(shù)脂必須符合擠出加工的要求[5]，本設(shè)計(jì)中選用SG5型號(hào)的PVC樹(shù)脂可行。這種樹(shù)脂一般要求K值為68左右，揮發(fā)物不大于0.4%，同時(shí)對(duì)樹(shù)脂的白度及雜質(zhì)含量如黃、黑點(diǎn)及魚(yú)眼等也有一定的要求。PVC樹(shù)脂的堆密度對(duì)擠出工藝有一定的影響，生產(chǎn)時(shí)應(yīng)視具體情況對(duì)工藝作相對(duì)的調(diào)整。2.2

PVC-U管材生產(chǎn)配方[6]表2.2

有機(jī)錫體系PVC-U管材配方組分配方1配方2組分配方1配方2PVCS-65100100鈦白粉1.51.0有機(jī)錫穩(wěn)定劑0.2~0.40.2~0.4石蠟-1.2硬脂酸鈣0.5~0.80.8ACR（加工改良劑）-0.4~0.8聚乙烯蠟0.3~0.6-ACR（抗沖擊改性劑）-1.5~2.0微晶蠟0.6~1.0-C0.005-碳酸鈣10~1210~30--表2.3

鉛鹽體系PVC-U管材配方組分配方1配方2配方3配方4配方5PVCSG5100K=62~65100SG5100SG5100K=661003PbO.PbSO45.01.05.541.8~2.5硬脂酸鉛0.5-硬脂酸鈣0.50.410.8-硬脂酸鋇2-11.2-碳酸鈣-5.0-105.0硫酸鋇10-10--TiO2

-1.0~1.5--1.0~1.2石蠟--10.8-聚乙烯蠟-0.2氧化聚乙烯蠟-0.15硬脂酸-0.6炭黑-0.05--0.05顏料適量-適量適量-經(jīng)過(guò)比較，在本設(shè)計(jì)中采用如下配方表2.4

本設(shè)計(jì)配方組分配方PVC樹(shù)脂100CPE樹(shù)脂43PbO.PbSO44硬脂酸鉛2硬脂酸鋇1.2石蠟0.4PE蠟0.2輕質(zhì)碳酸鈣

402.3

生產(chǎn)工藝流程概述硬質(zhì)PVC管材規(guī)格和形式相當(dāng)多，其生產(chǎn)工藝流程基本上如下圖所示：原料及助劑原料及助劑高速混合低速攪拌擠出冷卻定型牽引印商切割捆扎包裝成品圖2.1PVC管材工藝流程圖PVC管材生產(chǎn)工藝流程可分為三個(gè)過(guò)程：（1）成型料準(zhǔn)備過(guò)程，包括配方、混合（高速和低速）、過(guò)篩或者造粒。

（2）擠出成型過(guò)程，將配好的物料在上料器的作用下，由料倉(cāng)送至擠出機(jī)的加料斗

中，然后物料由加料斗進(jìn)入擠出機(jī)進(jìn)行加熱、塑化。塑化完全后，塑化料被定量擠出。

（3）定型包裝過(guò)程，經(jīng)過(guò)冷卻定徑箱泠卻定型，再經(jīng)過(guò)牽引機(jī)、切割機(jī)，上光烘干

固化后，檢驗(yàn)合格即為成品。2.4生產(chǎn)原理擠出機(jī)的基本工作原理是將聚合物熔化壓實(shí)，以恒壓、恒溫、恒速推向模具，通過(guò)模具形成產(chǎn)品熔融狀態(tài)的型坯。但單螺桿擠出機(jī)與雙螺桿擠出機(jī)結(jié)構(gòu)不同，工作原理不同，其控制的工藝條件也不相同。由于本設(shè)計(jì)采用雙螺桿擠出機(jī)，故只介紹雙螺桿擠出機(jī)。雙螺桿擠出機(jī)的工作原理

：雙螺桿擠出機(jī)的結(jié)構(gòu)盡管與單螺桿擠出機(jī)很相似，但工作原理差異卻很大。在雙螺桿擠出機(jī)中，物料由加料裝置（一般為定量加料）加入，經(jīng)螺桿作用到達(dá)機(jī)頭口模。在這一過(guò)程中，物料的運(yùn)動(dòng)情況因螺桿的嚙合方式、旋轉(zhuǎn)方向不同而不同。1、非嚙合型雙螺桿擠出系統(tǒng)

因?yàn)閮陕輻U不嚙合，它們之間的徑向間隙很大，有大的漏流。主要流動(dòng)方式：因?yàn)閮陕輻U的螺棱的相對(duì)位置是錯(cuò)開(kāi)的，即一根螺桿的推力面的物料壓力大于另一螺桿拖帶面的物料壓力，從而產(chǎn)生了流動(dòng)。物料從壓力較高的螺桿推力面向另一螺桿拖帶面的流動(dòng)，同時(shí)隨著螺桿的旋轉(zhuǎn)，在兩螺桿的間隙處物料不斷受到攪動(dòng)并被不斷帶走、更新（不論兩螺桿的轉(zhuǎn)向如何），特別是在異向旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，物料在Ａ處受到阻礙，產(chǎn)生了流動(dòng)。多種物料的流動(dòng)形式（包括由于在兩根螺桿的相互作用下產(chǎn)生的各種流動(dòng)）都增加了對(duì)物料的混煉和剪切。但這種雙螺桿沒(méi)有自清潔作用，一般僅用于混料，不適合PVC型材的生產(chǎn)。2、嚙合型同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出系統(tǒng)

由于同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿在嚙合位置的速度方向相反，一根螺桿要把物料拉入嚙合間隙，而另一根螺桿要把物料從間隙中推出，結(jié)果使物料從一根螺桿轉(zhuǎn)到另一個(gè)螺桿，呈∞形前進(jìn)，這種速度的改變以及嚙合區(qū)較大的相對(duì)速度，非常有利于物料混合和均化，由于嚙合區(qū)間隙很小，嚙合處螺紋和螺槽的速度相反，剪切速度高，有很好自潔作用，即能刮去粘附在螺桿上的任何積料，從而使物料的停留時(shí)間很短。這種擠出機(jī)主要用于混煉物料和造粒。但由于物料在嚙合區(qū)間所受剪切力很大，所以也不適應(yīng)ＰＶＣ型材的生產(chǎn)。3、嚙合型異向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出系統(tǒng)

在嚙合型異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出中，兩根螺桿是對(duì)稱的，由于回轉(zhuǎn)方向不同，一根螺桿上物料螺旋前進(jìn)的道路被另一根螺桿的螺棱堵※，不能形成“∞”字型運(yùn)動(dòng)。在固體輸送部分，物料是以近似的密閉“Ｃ”形小室的形態(tài)向前輸送。但為了使物料混合設(shè)計(jì)中將一根螺桿的外徑與另一根螺桿的根徑之間留有一定的間隙量，以便使物料能夠通過(guò)。物料通過(guò)兩螺桿之間的徑向間隙時(shí)，受到強(qiáng)烈的剪切、攪拌和壓延作用，因此，物料的塑化比較好，多用于加工制品。由于兩螺桿的徑向間隙比較小，因此，有一定的自潔性能，但自潔性比同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿要差。雙螺桿擠出機(jī)的主要參數(shù)：（1）螺桿公稱直徑。螺桿公稱直徑是指螺桿外徑，單位為mm。對(duì)于變直徑（或錐形）螺桿而言，螺桿直徑是一個(gè)變值，一般用最小直徑和最大直徑表示如：65~130。雙螺桿的直徑越大，表征機(jī)器的加工能力越大。（2）螺桿的長(zhǎng)徑比。螺桿的長(zhǎng)徑比是指螺桿的有效長(zhǎng)度與外徑之比。一般整體式雙螺桿擠出機(jī)的長(zhǎng)徑比是在7~18之間。對(duì)于組合式雙螺桿擠出機(jī)，長(zhǎng)徑比是可變的。從發(fā)展看，長(zhǎng)徑比有逐步加大的趨勢(shì)。（3）螺桿的轉(zhuǎn)向。螺桿的轉(zhuǎn)向有同向和異向之分。一般同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)多用于混料，異向旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)多用于擠出制品。

（4）螺桿的轉(zhuǎn)速范圍。螺桿的轉(zhuǎn)速范圍是指螺桿的最低轉(zhuǎn)速到最高轉(zhuǎn)速

（允許值）間的范圍。同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)可以高速旋轉(zhuǎn)，異向旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)一般轉(zhuǎn)速僅在0~40r/min。（5）驅(qū)動(dòng)功率。驅(qū)動(dòng)功率是指驅(qū)動(dòng)螺桿的電動(dòng)機(jī)功率，單位為kw。（6）產(chǎn)量。產(chǎn)量指每小時(shí)物料的擠出量，單位為kg/h。擠出的管狀物首先應(yīng)通過(guò)定型裝置，使之冷卻變硬而定型。為了得到符合尺寸要求和良好表面光潔度的管材，有效的冷卻是非常重要的。定徑方法分外定徑和內(nèi)定徑兩種。外徑定徑法是在管狀物外壁和定徑套內(nèi)壁緊密接觸的情況下進(jìn)行冷卻而實(shí)現(xiàn)的。保證這種緊密接觸的措施是從設(shè)在多腳架的一個(gè)餓支架和芯棒內(nèi)的連通孔向管狀物內(nèi)通入壓縮空氣，并在擠出的管端或管內(nèi)封閉，使管內(nèi)維持比大氣壓力較大而恒定的壓力。此外，也有在管套上沿圓而上鉆一排小孔用真空抽吸使管狀物緊貼套管的。內(nèi)徑定徑法是將定徑套的冷卻水管從芯棒處伸進(jìn)，所以必須使用偏移式機(jī)頭。用內(nèi)徑定徑法所制得的管材內(nèi)壁較為光滑，不管定徑套是外徑套還是內(nèi)徑套，其尺寸目前大多還憑經(jīng)驗(yàn)確定。對(duì)外徑定型來(lái)說(shuō)，定徑套的長(zhǎng)度一般取其內(nèi)徑的三倍。定徑套的內(nèi)徑應(yīng)略大于管材的名義尺寸，一般不大于2mm。相比較而言，外徑定型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。所以本設(shè)計(jì)采用外徑定型法。2.5

產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)我國(guó)采用ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)技術(shù)文件，結(jié)合國(guó)內(nèi)PVC-U管材的發(fā)展情況和質(zhì)量水平，制定了符合我國(guó)國(guó)情并向國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)靠攏的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。另外，環(huán)保安全的PVC-U管材的主要原料為PVC粉，輔料包括填充劑、熱穩(wěn)定劑、抗沖擊劑、潤(rùn)滑劑、改良劑、發(fā)泡劑、著色劑等等。PVC-U給水管中PVC粉含量在95%以上；

PVC排水管中PVC粉含量不低于90%，其余部分為上述輔料成份的總和。在PVC-U管材中，填充劑(碳酸鈣)的主要作用為降低管材成本（碳酸鈣的噸價(jià)與PVC粉噸價(jià)比例為1：16）。碳酸鈣與PVC粉的比例關(guān)系直接決定了管材質(zhì)量的好壞。如果碳酸鈣含量過(guò)高，雖然也能生產(chǎn)出管材，但質(zhì)量無(wú)法得到保證，更不能滿足PVC-U管材50年之使用壽命。采用非鉛鹽穩(wěn)定劑取代傳統(tǒng)鉛鹽熱穩(wěn)定劑來(lái)生產(chǎn)PVC－U管材的廠家。鉛鹽熱穩(wěn)定劑中含有鉛元素，在管材的使用過(guò)程中會(huì)滲入水中。鉛進(jìn)入人體中較難排出，積累過(guò)多會(huì)引發(fā)鉛中毒。國(guó)家建設(shè)部也明文規(guī)定飲用水PVC-U管材禁用鉛鹽熱穩(wěn)定劑。第三章

硬PVC管生產(chǎn)車(chē)間工藝計(jì)算計(jì)原始數(shù)據(jù)：（一）聚合生產(chǎn)能力200000噸/年硬PVC管材（二）年生產(chǎn)時(shí)間7200小時(shí)（三）PVC管材合格率99%（四）產(chǎn)品規(guī)格φ160~200mm（五）物料損耗系數(shù)表3.1物料損耗工序配料高速混合擠出成型成型后處理?yè)p耗率0.2%0.4%0.3%0.3%3.1生產(chǎn)能力計(jì)算每小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量===28058.4kg每天設(shè)計(jì)產(chǎn)量=每小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量×日生產(chǎn)時(shí)數(shù)=28058.4×24=673400kg年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=每小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量×年生產(chǎn)時(shí)數(shù)=28058.4×7200=202120kg3.2物料衡算按每天物料在各工序中進(jìn)出料量進(jìn)行計(jì)算進(jìn)入工序物料量=日進(jìn)入后處理的物料量===675426kg日進(jìn)入擠出成型的物料量===677458kg日進(jìn)入高速混合機(jī)的物料量===680179kg日進(jìn)入配料的物料量===681542kg表3.2日生產(chǎn)物料衡算工序輸入輸出物料物料損耗小計(jì)配料6815426801791363681542混合6801796774582721680179成型6774586754262032677458后處理6754266734002026675426日輸入輸出物料681542673400總耗8142物料衡算流程圖：輸入物料=輸出物料+總加工損耗物料13631363681542680179配料6774586754266734002721混合2032成型2026后處理圖3.1物料衡算流程圖3.3原料消耗計(jì)算表3.3

本設(shè)計(jì)配方組分配方PVC樹(shù)脂100CPE樹(shù)脂43PbO.PbSO44硬脂酸鉛2硬脂酸鋇1.2石蠟0.4PE蠟0.2輕質(zhì)碳酸鈣

40由上表得：配方總分?jǐn)?shù)=100+4+4+2+1.2+0.4+0.2+40=151.8分總單耗===1.012各種原料單耗總量：PVC樹(shù)脂單耗=×總單耗=×1.012=0.667t/t成品年消耗量=PVC樹(shù)脂單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.667×202120=134680t/t成品CPE樹(shù)脂單耗=×總單耗=×1.012=0.027年消耗量=CPE樹(shù)脂單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.027×202120=5454.543PbO.PbSO4=×總單耗=×1.012=0.027年消耗量=3PbO.PbSO4單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.027×202120=5454.54硬脂酸鉛單耗=×總單耗=×1.012=0.013年消耗量=硬脂酸鉛單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.013×202120=2626.26硬脂酸鋇=×總單耗=×1.012=0.008年消耗量=硬脂酸鋇單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.008×202120=1616.16石蠟單耗=×總單耗=×1.012=0.003年消耗量=石蠟單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.003×202120=606.06PE蠟單耗=×總單耗=×1.012=0.001年消耗量=PE蠟單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.001×202120=202.02輕質(zhì)碳酸鈣=×總單耗=×1.012=0.267年消耗量=輕質(zhì)碳酸鈣單耗×年設(shè)計(jì)產(chǎn)量=0.267×202120=53939.34表3.4主要原料消耗序號(hào)原料名稱規(guī)格單耗量年消耗用途1PVC樹(shù)脂SG50.667134680主要原料2CPE樹(shù)脂H1350.0275454.54填充劑33PbO.PbSO4AR/工業(yè)0.0275454.54熱穩(wěn)定劑4硬脂酸鉛≥99%0.0132626.26穩(wěn)定劑5硬脂酸鋇≥99%0.0081616.16穩(wěn)定劑6石蠟58#半精煉0.003606.06潤(rùn)滑劑7PE蠟20kg/包0.001202.02-8輕質(zhì)碳酸鈣800目0.26753939.34填充劑第四章設(shè)備選型和臺(tái)數(shù)計(jì)算及能量衡算4.1高速混合機(jī)的計(jì)算查表得配料表觀密度為1.5kg/L每小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量===28340.8kg設(shè)每批的混合操作時(shí)間為0.7小時(shí)每批混合物料量===13225.7L查張家港宏基機(jī)械生產(chǎn)高速混合機(jī)資料選取SHR—800A高速混合機(jī)，有效容積為600L表4.1SHR—800A高速混合機(jī)參數(shù)參數(shù)/型號(hào)總?cè)莘e有效容積電機(jī)功率主軸功率SHR-800A80060060/90370/740混合機(jī)的臺(tái)數(shù)===22.04臺(tái)故取23臺(tái)4.2螺桿擠出機(jī)計(jì)算由于工藝和經(jīng)濟(jì)上的原因，每種規(guī)格的擠出成型機(jī)生產(chǎn)的管材尺寸有一定的范圍。擠出成型機(jī)規(guī)格與所生產(chǎn)的管材尺寸關(guān)系見(jiàn)下表。表4.2擠出成型機(jī)規(guī)格與所生產(chǎn)管材的尺寸關(guān)系擠出機(jī)螺桿直徑/mm擠出管材外徑范圍/mm45206020~509040~7512090~160150160~250根據(jù)此表選用φ120型管材擠出機(jī)。擠出機(jī)臺(tái)數(shù)計(jì)算：每小時(shí)設(shè)計(jì)產(chǎn)量===28227.4kg查閱閔氏集團(tuán)塑料機(jī)械資料選取SJSZ—92×22型號(hào)錐形雙螺桿擠出機(jī)表4.3

SJSZ—92×22型號(hào)錐形雙螺桿擠出機(jī)參數(shù)擠出機(jī)型號(hào)螺桿直徑（mm）螺桿轉(zhuǎn)速（rpm）主電機(jī)功率（kW）加熱功率（kW）中心高（mm）凈重（kg）最大擠出量（kg）外形尺寸（m）SJSZ-92×2212034.775~110kw85kw105080008006×1.6×2.5擠出機(jī)臺(tái)數(shù)==35.28臺(tái)故取36臺(tái)設(shè)備年生產(chǎn)能力===5760t/a4.3

擠出管輔機(jī)計(jì)算本設(shè)計(jì)中，管材直徑為160mm

，壁厚10mm每米管重量=（D2－d2）×π×ρ=（0.082－0.072）×3.14×1500=7.065kg/m輔機(jī)管材速度===1.85m/min查閱張家港華明機(jī)械資料選取SZ型多履帶管材牽引機(jī)，管材范圍φ50~φ250mm，生產(chǎn)速度0.5~5m/min，外形尺寸2.5×1.3×2.0m4.4其他設(shè)備磨粉機(jī)：年廢品量=年設(shè)計(jì)產(chǎn)量×（1－合格率）=200000×（1－99%）=2000t每小時(shí)廢品量===277.78kg日廢品量=每小時(shí)廢品量×日生產(chǎn)時(shí)數(shù)=277.78×24=6666.72kg查閱張家港市立邦機(jī)械資料選取MF-800型號(hào)磨粉機(jī)表4.4MF-800型號(hào)磨粉機(jī)參數(shù)型號(hào)磨盤(pán)直徑（mm）粉室直徑（mm）主機(jī)功率（kW）風(fēng)機(jī)功率（kW）抖動(dòng)篩功率（kW）產(chǎn)量（kg/h）外形尺寸（mm）重量（kg）MF-800φ800φ75075~9011.52.2550~9502300×1900×42003500因?yàn)楫a(chǎn)品合格率為99%，故日廢品回收的量只有6666.72kg，選取5臺(tái)磨粉機(jī)就能達(dá)到生產(chǎn)要求，磨粉機(jī)日工作時(shí)數(shù)===2.22h破碎機(jī)：為了回收PVC的下腳料和廢、次品管材，使之經(jīng)過(guò)破碎制成顆粒進(jìn)行再次使用。查閱張家港市昌元橡塑機(jī)械廠資料選取SWP400型號(hào)破碎機(jī)，本機(jī)適用于聚氯乙烯塑料的廢品、次品，邊角料等廢舊塑料的回收破碎造粒。表4.5

SWP400型號(hào)粉碎機(jī)參數(shù)

型號(hào)旋轉(zhuǎn)刀軸直徑（mm）破碎量（kg/h）進(jìn)料口尺寸（mm）功率（kW）重量（kg）外形尺寸（m）SWP400400200~400400×250116601.3×0.9×1.7因?yàn)楫a(chǎn)品合格率為99%，故日廢品回收的量只有6666.72kg，選取5臺(tái)破碎機(jī)就能達(dá)到生產(chǎn)求，破碎機(jī)日工作時(shí)數(shù)===2.67h4.5能量衡算1.電能消耗由于此次生產(chǎn)中無(wú)化學(xué)的變化，熱量衡算中的化學(xué)變化熱量變化為零，只有電能轉(zhuǎn)化為熱量給聚氯乙烯原料和電機(jī)工作的消耗。各設(shè)備的數(shù)量及其工作功率見(jiàn)下表。表4.6各設(shè)備臺(tái)數(shù)及工作功率設(shè)備名稱型號(hào)臺(tái)數(shù)功率/kW混合機(jī)SHR-800A23370擠出機(jī)

SJSZ-92×223675定徑水箱XB-63361.5牽引機(jī)SZ型3620切割機(jī)QG-9303628.4破碎機(jī)SWP400711切粒機(jī)SQ-200B790上表中的設(shè)備是主要的電能消耗設(shè)備，還有其他的輔助設(shè)備也要消耗電能，為了計(jì)算方便，在這些定型設(shè)備消耗電能上乘以一個(gè)余數(shù)1.1，計(jì)算如下：2103.55×69600－69600÷3×2×115.3=141057160kw/h非常用設(shè)備的用電估計(jì)為10000000kw/h，則總耗電量為：141057160+10000000=151057160kw/h本設(shè)計(jì)年產(chǎn)為200000噸，則每噸管材平均耗電量為151057160÷200000=755.29kw/h2.水量消耗水被作為冷卻劑使用，根據(jù)公式可進(jìn)行計(jì)算。擠出冷卻劑用量：PVC比熱容為0.44kcal/(kg?℃)；水比熱容為1kcal/(kg?℃)；管材出口模溫度180℃，冷卻到40℃；冷卻水入口溫度20℃，出口溫度40℃；則W=0.44×200000×（180－40）/1×(40－20)=616000t冷混機(jī)冷卻水用量：設(shè)冷混機(jī)進(jìn)料溫度110℃，出料溫度40℃；進(jìn)水溫度20℃，出水溫度40℃；則W=0.44×204054×（110－40）/1×（40－20）=314243t考慮到其中的損耗量，設(shè)用量系數(shù)為1.2，則冷卻需要水量為：（616000+314243）×1.2=1116291.8t則每噸管材耗水量為：1116291.8÷200000=5.58t為了節(jié)約用水，水可以根據(jù)具體情況進(jìn)行循環(huán)使用。3.煤的消耗冬季車(chē)間供暖時(shí)間為4個(gè)月，設(shè)每天用煤量為2.5t，則車(chē)間每年用煤量為：4×30×2.5×1.1=330t根據(jù)以上計(jì)算，列出下列能量消耗一覽表。表4.7能量消耗項(xiàng)目每噸消耗定額消耗量年消耗量天消耗量時(shí)消耗量電755.29kW/h15105萬(wàn)度41.38萬(wàn)度2.09萬(wàn)度水5.58t1116291.8t3058.3t155t煤-330t2.75t0.115t第五章機(jī)頭和口模的設(shè)計(jì)5.1擠出成型模具包括兩部分:機(jī)頭和定型模1.機(jī)頭的作用機(jī)頭是擠出塑料制件成型的主要部件，它使來(lái)自擠出機(jī)的熔融塑料由螺旋運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，并進(jìn)一步化，產(chǎn)生必要的成型壓力，保證塑件密實(shí)，從而獲得截面形狀一致的連續(xù)型材。2.定型模的作用通常采用冷卻?加壓或抽真空的方法，將從口模中擠出的塑料的既定形狀穩(wěn)定下來(lái)，并對(duì)其進(jìn)行精整，從而得到截面尺寸更為精確?表面更為光亮的塑料制件?3.機(jī)頭的分類(lèi)（1）按擠出成型的塑料制件分類(lèi)：

通常的擠出成型塑件有管材?棒材?板材?片材?網(wǎng)材、單絲?粒料?各種異型材?吹塑薄膜?電線電纜等?

（2）按制品出口方向分類(lèi)：可分為直向機(jī)頭和橫向機(jī)頭，直向機(jī)頭內(nèi)料流方向與擠出機(jī)螺桿軸向一致，如硬管機(jī)頭；橫向機(jī)頭內(nèi)料流方向與擠出機(jī)螺桿軸向成某一角度，如電纜機(jī)頭?

（3）按機(jī)頭內(nèi)壓力大小分類(lèi)

可分為低壓機(jī)頭(料流壓力小于4MPa)?中壓機(jī)頭(料流壓力為4—10MPa)和高壓機(jī)頭(料流壓力大于10MPa)。5.2擠出成型模具的結(jié)構(gòu)組成1-管道

2-定徑管

3-口模

4-芯棒

5-調(diào)節(jié)螺釘1-管道

2-定徑管

3-口模

4-芯棒

5-調(diào)節(jié)螺釘

6-分流器

7-分流器支架

8-機(jī)頭體

9-過(guò)濾板10?11-電加熱圖(加熱圖)圖5.1管材擠出成型機(jī)頭

1.口模和芯模

口模3是用來(lái)成型塑件的外表面的，芯棒4用來(lái)成型塑件的內(nèi)表面的，所以口模和芯模決定了塑件的截面形狀?

2.過(guò)濾網(wǎng)和過(guò)濾板

過(guò)濾網(wǎng)9的作用是將塑料熔體由螺旋運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)，過(guò)濾雜質(zhì)，并形成一定的壓力；過(guò)濾板又稱多孔板，

同時(shí)還起支承過(guò)濾網(wǎng)的作用?3.分流器和分流器支架

分流器6(又稱魚(yú)雷頭)使通過(guò)它的塑料熔體分流變成薄環(huán)狀以平穩(wěn)地進(jìn)入成型區(qū)，同時(shí)進(jìn)一步加熱和塑化；分流器支架7主要用來(lái)支承分流器及芯棒，同時(shí)也能對(duì)分流后的塑料熔體加強(qiáng)剪切混合作用，但產(chǎn)生的熔接痕影響塑件強(qiáng)度?小型機(jī)頭的分流器與其支架可設(shè)計(jì)成一個(gè)整體?

4.機(jī)頭體

機(jī)頭體8相當(dāng)于模架，用來(lái)組裝并支承機(jī)頭的各零件?機(jī)頭體需與擠出機(jī)筒連接，連接處應(yīng)密封以防塑料熔體泄漏?

5.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)

為了保證塑料熔體在機(jī)頭中正常流動(dòng)及擠出成型質(zhì)量，機(jī)頭上一般設(shè)有可以加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖5.1所示的電加熱圈10、11?

6.調(diào)節(jié)螺釘

圖5-1所示調(diào)節(jié)螺釘5用來(lái)調(diào)節(jié)控制成型區(qū)內(nèi)口模與芯棒間的環(huán)隙及同軸度，

以保證擠出塑件壁厚均勻?7.定型模

離開(kāi)成型區(qū)后的塑料熔體雖已具有給定的截面形狀，但因其溫度仍較高不能抵抗自重變形，為此需要用徑套2對(duì)其進(jìn)行冷卻定型，

以使塑件獲得良好的表面質(zhì)量?準(zhǔn)確的尺寸和幾何形狀?

5.3擠出機(jī)頭設(shè)計(jì)原則1.內(nèi)腔呈流線型

為了使塑料熔體能沿著機(jī)頭中的流道均勻平穩(wěn)地流動(dòng)而順利擠出，機(jī)頭的內(nèi)腔應(yīng)呈光滑的流線型，表面粗糙度應(yīng)小于1.6－3.2m.

2.足夠的壓縮比

為使制品密實(shí)和消除因分流器支架造成的結(jié)合縫，根據(jù)制品和塑料種類(lèi)不同，應(yīng)設(shè)計(jì)足夠的壓縮比。

3.正確的截面形狀和尺寸

由于塑料的物理性能和壓力、溫度等因素引起的離模膨脹效應(yīng)，及由于牽引作用引起的收縮效應(yīng)使得機(jī)頭的成型區(qū)截面形狀和尺寸并非塑件所要求的截面形狀和尺寸，因此設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)口模進(jìn)行適當(dāng)?shù)男螤詈统叽缪a(bǔ)償，合理確定流道尺寸，控制口模成型長(zhǎng)度，獲得正確的截面形狀及尺寸。

4.合理的選擇材料

機(jī)頭內(nèi)的流道與流動(dòng)的塑料熔體相接觸，磨損較大；有的塑料在高溫成型過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生化學(xué)氣體，腐蝕流道。因此為提高機(jī)頭的使用壽命，機(jī)頭材料應(yīng)選擇耐磨、耐腐蝕、硬度高的鋼材或合金鋼。5.4擠出機(jī)頭的選擇常用的管材擠出機(jī)頭結(jié)構(gòu)有直通式、直角式和旁側(cè)式三種形式。1.直通式擠管機(jī)頭：主要用于擠出薄壁管材，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造。圖5-2所示直通式擠管機(jī)頭適用于擠出小管，分流器和分流器支架設(shè)計(jì)成一體，裝卸方便。塑料熔體經(jīng)過(guò)分流器支架時(shí)，產(chǎn)生幾條熔接痕，不易消除。直通式擠管機(jī)頭適用于擠出成型軟硬聚氯乙烯、聚乙烯、尼龍、聚碳酸酯等塑料管材。

2.直角式擠管機(jī)頭：其用于內(nèi)徑定徑的場(chǎng)合，冷卻水從芯棒3中穿過(guò)。成型時(shí)塑料熔體包圍芯棒并產(chǎn)生一條熔接痕。熔體的流動(dòng)阻力小，成型質(zhì)量較高。但機(jī)頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。3.旁側(cè)式擠管機(jī)頭：其與直角式擠管機(jī)頭相似，其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，制造更困難。表5.1三種機(jī)頭的特征機(jī)頭類(lèi)型直通式直角式旁側(cè)式擠出口徑適用于小口徑管材大小均可大小均可機(jī)頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單復(fù)雜更復(fù)雜擠管方向與螺桿軸線一致與螺桿軸線垂直與螺桿軸線一致分流器支架有無(wú)無(wú)芯棒加熱較困難容易容易定型長(zhǎng)度應(yīng)該長(zhǎng)不宜過(guò)長(zhǎng)不宜過(guò)長(zhǎng)經(jīng)比較，本設(shè)計(jì)選用直角式機(jī)頭。第六章廠房設(shè)計(jì)和設(shè)備布局6.1概述塑料廠的車(chē)間布置包括車(chē)間各工段、各設(shè)施在車(chē)間場(chǎng)地范圍內(nèi)的平面布置和設(shè)備在車(chē)間的布置兩部分。車(chē)間布置設(shè)計(jì)的目的是對(duì)廠房的合理安排和設(shè)備的充分利用。車(chē)間的布局設(shè)計(jì)對(duì)今后的生產(chǎn)具有極大的影響；對(duì)擬建項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，尤其是占地面積和設(shè)備費(fèi)用的節(jié)省，有著重要的意義。車(chē)間布局設(shè)計(jì)的好壞，關(guān)系著整個(gè)車(chē)間的合理生產(chǎn)。不合適的布置會(huì)給整個(gè)生產(chǎn)管理帶來(lái)困難和混亂。諸如，給設(shè)備的管理和維修帶來(lái)困難；造成人流、貨流的紊亂；增加物料和產(chǎn)品運(yùn)輸成本；容易發(fā)生生產(chǎn)事故等。所以在進(jìn)行車(chē)間布局時(shí)，充分掌握有關(guān)生產(chǎn)、安全、衛(wèi)生等資料是必要的，在布置時(shí)做到仔細(xì)推敲，合理利用，深思熟慮，以得到一個(gè)最佳布局設(shè)計(jì)方案。車(chē)間布局設(shè)計(jì)是以生產(chǎn)工藝流程為主導(dǎo)，并在其它輔助設(shè)備、工藝流程圖、土建、自控、安裝、電力供應(yīng)、暖風(fēng)等密切配合之下完成的。因此，在進(jìn)行車(chē)間布局設(shè)計(jì)時(shí)，要綜合考慮各個(gè)方面生產(chǎn)條件，最后由工程設(shè)計(jì)人員匯總完成，選取最合理的布局方案。6.2廠址選擇及原則廠址選擇主要應(yīng)從以下幾個(gè)方面考慮：（1）生產(chǎn)能力：本設(shè)計(jì)為年產(chǎn)20萬(wàn)噸PVC管材。交通運(yùn)輸：該廠屬于聚氯乙烯管材生產(chǎn)的大型企業(yè)，需要有便利的交通運(yùn)輸條件比較方便的地方建廠，且原料供應(yīng)充足。（2）地形地貌：地勢(shì)較平緩、地帶平闊的地方，保證建廠的土石運(yùn)用量不大。廠區(qū)的面積、形式和其他流程合乎需要，廠區(qū)要留有發(fā)展的余地。（3）氣候條件：主導(dǎo)風(fēng)向要求較穩(wěn)定，場(chǎng)地應(yīng)選擇在城鎮(zhèn)常年空氣下風(fēng)側(cè)，盡量遠(yuǎn)離居民區(qū)。（4）能源：保證電網(wǎng)布置合理，電力供應(yīng)充足，設(shè)備用油供應(yīng)方便充足。PVC管塑料及工廠不需要大量的水，所以選擇的廠址較多，本設(shè)計(jì)的廠址選擇在湘潭九華國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)大眾西路，那里地勢(shì)平坦，又是開(kāi)發(fā)區(qū)，較適合本廠的建設(shè)。工廠總平面布置圖見(jiàn)附圖1。6.3廠房的平面輪廓設(shè)計(jì)及布置塑料制品工廠廠房的平面布置是根據(jù)生產(chǎn)工藝條件以及建筑物本身的可能性與合理性來(lái)考慮的。同時(shí)也要顧及非工藝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)組織和行政福利設(shè)施等。廠房的布局應(yīng)力要求簡(jiǎn)單實(shí)用。這對(duì)工藝本身來(lái)說(shuō)，常會(huì)使工藝設(shè)備的布置具有更多的靈活性和可變性。這對(duì)于迅速發(fā)展，變化很多的塑料工業(yè)來(lái)說(shuō)是必須考慮的。同時(shí)也給建筑定型化和機(jī)械化創(chuàng)造了更多的有利條件。車(chē)間布局應(yīng)著重考慮的以下的幾個(gè)問(wèn)題：（1）最大限度地滿足生產(chǎn)工藝及其物料回收和機(jī)械維修的要求。（2）有效地利用車(chē)間建筑面積（包括空間）和土地（設(shè)備能露天布置的盡量露天布置，建筑物能合并的盡量合并）。（3）要為車(chē)間的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，先進(jìn)合理以及節(jié)能等要求創(chuàng)造條件。（4）了解其他專(zhuān)業(yè)對(duì)本車(chē)間布置的要求。（5）要考慮工廠的發(fā)展和廠房的改建、擴(kuò)建。（6）車(chē)間所采用的勞動(dòng)保護(hù)、防火、防腐措施是否符合生產(chǎn)要求。（7）力求車(chē)間各設(shè)備之間工作互不干擾。對(duì)車(chē)間內(nèi)輔助室和休息室布置，應(yīng)滿足以下要求：（1）生活規(guī)模較小的車(chē)間，多數(shù)是將輔助室和休息室集中在車(chē)間的一個(gè)區(qū)域內(nèi)。（2）考慮到通風(fēng)和采光效果，一般將生產(chǎn)區(qū)集中放在北面，輔助室和休息室放在南面。（3）輔助室和休息室應(yīng)盡可能的靠近逃生通道，以保證事故發(fā)生時(shí)，工作人員及時(shí)逃生。（4）輔助室、休息室和生產(chǎn)區(qū)間應(yīng)考慮用防火防爆墻隔離。（5）輔助室和休息室的門(mén)都應(yīng)朝外開(kāi)，以便人員逃離。本設(shè)計(jì)的車(chē)間主要由生產(chǎn)部門(mén)以及輔助生產(chǎn)部門(mén)組成。工藝生產(chǎn)部門(mén)主要指：配料，混料，擠出，定型，牽引，切割組成，這是車(chē)間的核心。其它各部門(mén)都是根據(jù)工藝生產(chǎn)的需要布置的。工藝生產(chǎn)檢驗(yàn)部門(mén)主要指：物理室，化驗(yàn)室。這是對(duì)原材料，中間產(chǎn)品及成品進(jìn)行物檢化檢。位置接近取樣，本設(shè)計(jì)在廠房右側(cè)。機(jī)修室：其任務(wù)是車(chē)間內(nèi)設(shè)置等的日常維護(hù)保養(yǎng)。因此，位置應(yīng)接近檢修工作量大的，并要求有方便的通道(一般要沿車(chē)間外墻布置)。儀表控制室：這是工藝生產(chǎn)的集中控制部分。控制室布置在車(chē)間內(nèi)外均可。一般布置在設(shè)備附近或生產(chǎn)線附近。中間緩沖貯存部門(mén)：主要是原材料，半成品，成品的中間庫(kù)。它的位置靠近服務(wù)對(duì)象，而且要便于運(yùn)輸。變電、配電室：在布置時(shí)既要考慮車(chē)間用負(fù)荷中心，又要考慮電源進(jìn)線方位。變電站必須沿車(chē)間外墻設(shè)置，以便于運(yùn)用室外空間。根據(jù)設(shè)備的選型以及工藝流程，本設(shè)計(jì)的車(chē)間規(guī)格為寬24m，長(zhǎng)48m。設(shè)備的平面布置為所有生產(chǎn)線并排生產(chǎn)，一個(gè)車(chē)間6條生產(chǎn)線。車(chē)間布置圖見(jiàn)附圖2。6.4房的立面輪廓設(shè)計(jì)及布置廠房立面要同平面一樣，應(yīng)力求簡(jiǎn)單，要充分利用建筑物的空間，遵循經(jīng)濟(jì)合理及便于施工的原則。廠房的每層高度主要取決于設(shè)備本身占據(jù)的高度；設(shè)備安裝、起吊、檢修及拆卸時(shí)所需高度；操作臺(tái)高度及操作設(shè)備時(shí)所需高度；設(shè)備頂部空間或廠房空間各專(zhuān)業(yè)管道所占據(jù)的高度。另外，也要滿足建筑上采光、通風(fēng)等各方面的要求。在同一廠房?jī)?nèi)，各個(gè)工序要求的高度并不一致，但不能機(jī)械地把同一廠房的高度建的參差不齊，一般要求一種層高或兩種層高。根據(jù)建筑模數(shù)制的要求，一般層高采用4~6m，最低層高不低于3.2m，由地面到棚頂凸出構(gòu)件底面的高度（凈空高度），不得低于2.6m。本設(shè)計(jì)應(yīng)該確定廠房高度6m，高混機(jī)廠房高度9m。另外，考慮倒料的方便及工作條件的改善，設(shè)有地坑深2m。6.5設(shè)備的布置和排列當(dāng)廠房的整體布置和輪廓設(shè)計(jì)完成后，即可進(jìn)行設(shè)備的排列和布置。設(shè)備的排列和布置是根據(jù)所選工藝流程，在給定的區(qū)域范圍內(nèi)，對(duì)工藝設(shè)備做出合理的排列，即確定整個(gè)工藝流程中的全部設(shè)備在平面上和空間上的具體位置。進(jìn)行設(shè)備布置時(shí)需要考慮下列技術(shù)問(wèn)題。1.生產(chǎn)工藝要求（1）在布置設(shè)備時(shí)，必須以保證工藝流程的通順為原則，做到上下縱橫相呼應(yīng)。也就是保證工藝流程在水平方向和垂直方向的連續(xù)性。一般來(lái)說(shuō)，凡計(jì)量設(shè)備在高層，主要設(shè)備布置在中層，而出料端的貯槽及重型設(shè)備布置在底層。（2）對(duì)于塑料制品的加工設(shè)備來(lái)說(shuō)，多數(shù)為單機(jī)（組）操作。每一臺(tái)設(shè)備都要考慮一定地位，包括設(shè)備本身所占地位，附屬裝置所占地位，操作地位，設(shè)備檢修拆卸地位，設(shè)備與設(shè)備、設(shè)備與建筑物的安全距離等。（3）凡屬幾套相同設(shè)備或同類(lèi)型設(shè)備，應(yīng)盡可能地布置在一起。這樣?？梢约泄芾?，統(tǒng)一操作，節(jié)約勞動(dòng)力。2.設(shè)備安裝、檢修、建筑及其他（1）設(shè)備的安裝、檢修和拆卸是塑料廠經(jīng)常涉及的問(wèn)題，這是由于此類(lèi)工廠品種更新快，運(yùn)動(dòng)機(jī)械多，需要經(jīng)常進(jìn)行維護(hù)檢修甚至更換設(shè)備、機(jī)頭和模具。因此，在進(jìn)行車(chē)間布置時(shí)，必須考慮到設(shè)備安裝、檢修和拆卸的方式方法。（2）必須考慮設(shè)備如何運(yùn)入或搬出車(chē)間。設(shè)備運(yùn)入或搬出次數(shù)較多時(shí)，宜設(shè)大門(mén)。一般廠房大門(mén)寬度要比通過(guò)的設(shè)備大0.2m左右，但是，當(dāng)設(shè)備運(yùn)入廠房后，很少需要整體搬出時(shí)，則可設(shè)置安裝洞，即在外墻預(yù)留洞口，待設(shè)備運(yùn)入后，再行砌封。（3）在廠房中應(yīng)有一定的面積和空間供設(shè)備檢修和拆卸用。設(shè)備的起吊運(yùn)輸高度應(yīng)大于運(yùn)輸線路上最高設(shè)備的高度。（4）必須考慮設(shè)備的檢修、拆卸和運(yùn)送物料的起重裝置。起重設(shè)備的形式可根據(jù)使用要求來(lái)決定。如果不設(shè)永久性起重運(yùn)輸設(shè)備，也應(yīng)考慮臨時(shí)起重裝置的場(chǎng)所。另外，當(dāng)廠房?jī)?nèi)沒(méi)有起重運(yùn)動(dòng)設(shè)備時(shí)，要考慮物料的起吊和起重運(yùn)輸設(shè)備本身的高度。第七章技術(shù)經(jīng)濟(jì)核算7.1基建投資為長(zhǎng)遠(yuǎn)著想，設(shè)備購(gòu)置以新設(shè)備為主，在此估計(jì)各設(shè)備費(fèi)用合計(jì)為I1=8000萬(wàn)元儀表與控制按設(shè)備費(fèi)的18%算，則I2=800×18%=1440萬(wàn)元安裝設(shè)備費(fèi)按設(shè)備費(fèi)的18%算，則I3=800×18%=1440萬(wàn)元管道費(fèi)按設(shè)備費(fèi)的4%算，則I4=800×4%=320萬(wàn)元建筑費(fèi)按設(shè)備費(fèi)的100%算，則I5=8000萬(wàn)元土地費(fèi)按設(shè)備費(fèi)的40%算，則I6=800×40%=3200萬(wàn)元其他費(fèi)用：I7=800×1%=800萬(wàn)元?jiǎng)t基建投資為：I8=I1+I2+I3+I4+I5+I6+I7=800+144+144+32+800+320+8=22480萬(wàn)元7.2各項(xiàng)費(fèi)用計(jì)算表7.1原料費(fèi)用表項(xiàng)目名稱單位單價(jià)（元）PVC噸13800CPE噸13000硬脂酸鉛噸13500硬脂酸鋇噸13000石蠟噸9500PE蠟噸10000輕質(zhì)碳酸鈣噸580廠內(nèi)員工平均年工資為：4000元/(人?月)廠內(nèi)員工數(shù)：120人支付員工年工資總費(fèi)：4000×120×12=5760000元折舊費(fèi)：占基建投資的4%，2248×4%=89.92萬(wàn)元大修費(fèi)：占基建投資的3%，2248×3%=67.44萬(wàn)元廠管理費(fèi)（包括管理及研究費(fèi)、銷(xiāo)售費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)等）：30元/t，工藝用電為0.945元/度。7.3總成本其年產(chǎn)管材的總成本為：30×20000+0.945×15105716+204463×13800+204463×13000×4%+204463×13500×2%+204463×13000×1.2%+204463×9500×0.4%+204463×10000×0.2