物料衡算及工厂选型布置

三、物料平衡计算的方法和步骤（一）水泥厂的物料平衡计算1.烧成车间生产能力和工厂生产能力的计算 （1）年平衡法计算步骤是：按计划任务书对工厂规模（水泥年产量的要求），先计算要求的熟料年产量，然后选择窑型、规格，标定窑的台时产量，选取窑的年利用率，计算窑的台数，最后再核算出烧成系统和工厂的生产能力。

①要求的熟料年产量可按式（3-1）计算： Q y =ped ---100100G y （3-1)式中 Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）；G y ——工厂规模（t/a ）；d ——水泥重视高的掺入量（%）；e ——水泥中混合材的掺入量（%）； p ——水泥的生产损失（%），可取为3%~~5%。

当计划书任务书规定的产品品种有两种或两种以上，但所用的熟料相同时，可按下式分别求出每种水泥要求的熟料年产量，然后计算熟料年产量的总和。

Q y1=pe d ---10010011G y1（3-2）Q y2=pe d ---10010022G y2(3-3)Qy=Q y1+Q y2(3-4)式中 Q y1，Q y2——分别表示每种水泥要求的熟料年产量（t/a ）；G y1，G y2——分别表示每种水泥年产量（t/a ）； d 1，d 2——分别表示每种水泥中石膏的渗入量（%）； e 1，e 2——分别表示每种水泥中混合材的渗入量（%）； Q y ——两种熟料年产量的总和（t/a ）。

②窑的台数可按式（3-5）计算：n=1.8760h QQyη (3-5)式中 n ——窑的台数；Q y ——要求的熟料年产量（t/a ）;Q h.1——所选窑的标定台时产量【t/(台·h)】；η——窑的年利用率，以小数表示。

不同窑的年利用率可参考下列数值：湿法窑0.90，传统干法窑0.85，机立窑0.8~0.85，悬浮预热器窑、预分解窑0.85；8760——全年日历小时数。

算出窑的台数n 等于或略小于整数并取整数值。

例如，n=1.9，取为两台，此时窑的能力稍有富余，这是允许的，也是合理的。

物料衡算的基本方法和步骤
一、物料衡算的基本概念及物料平衡方程式： 1、物料衡算的基本概念： 首先应了解体系与环境的概念 所谓体系是为了分析一个过程，人为划定一个过程的全 部或一部分作为一个完整的研究对象，这个划定的区域就 称为体系。 体系以外的区域称为环境。体系与环境之间的分界线则 称为边界。 进行物料衡算时，对于过程的体系、环境及其边界可用 图形或线条加以表示。如下图：
∑XP I= 1 ∑Xw I= 1
上述组分平衡方程式是过程没有发生化学反应的情况，如 有就不能用上式组分衡算式，只能对体系中某元素作物衡。
例如：燃烧过程
C
＋O2 ＝CO2 只能对过程的C和O元 素作物料衡算。
二、物料衡算的基本方法和步骤：
化工工艺流程是多种多样的，物料衡算的具体内容和计 算方法相应地就有多种形式。有的计算过程十分简单，有的 又十分复杂，建议采用下述方法进行，其步骤为：
1、画出流程示意图：
将过程的物料名称、数量、组成及流向，待求的未知 数等标： 4、收集数据资料：生产规模、产率、收率、生产时间、 消耗定额、转化率、有关的物理化学常数等。 5.展开计算
物料衡算
质量守恒定律是自然界的普通规律，物料的平衡与计算 是这一规律在化工计算中的具体应用。 在工艺设计中，流程设计和物料衡算是最先开展的项目， 在流程设计初步定型后，就需进行物料衡算来确定各种原料、 中间产品及产物的数量。 根据物料衡算的结果，才能计算各个设备的尺寸和公用 工程物料的需求量，从而完成流程设计的定量工作。 可以说物料衡算是能量衡算及其它工艺计算和设备计算 的基础。
上图中的体系可以是一个换热器、一个反应器、一个 车间或整个工厂
2、物料平衡方程式
物料平衡是研究一个体系内质量流动及变化情况的，用 数学表达式描述物料平衡关系则为物料平衡方程式：

=0 （2）无化学反应，反应消耗和生成的物料量为零，此时物料平衡关系式
为： 输入的物料量—输出的物料量=0
非稳定操作状态 非稳定操作时，积累的物料量不为零 （1）有化学反应 输入的物料量—输出的物料量—反应消耗的物料量+反应生成的物料量=
积累的物料量 即为通式。 （2）无化学反应
输入的物料量—输出的物料量=积累的物料量
输入的物料量－输出的物料量－反应消耗的物料量＋反应生 成的物料量=积累的物料量
高职高专“十一五”规划教材《化工计算》 主编：张桂军 化学工业出版社
课件制作：张桂
第一节 物料衡算式
1、稳定操作状态
稳定操作时，积累的物料量=0 （1）有化学反应，此时物料平衡关系式为： 输入的物料量－输出的物料量－反应消耗的物料量＋反应生成的物料量
高职高专“十一五”规划教材《化工计算》 主编：张桂军 化学工业出版社
课件制作：张桂
1.2 相关术语
❖1.2.1 从数据到智慧
❖ 1Byte(B)
相当于一个英文字母
❖ 1Kilobyte(KB)=1024B（千）相当于一则短篇 故事的内容
❖ 1Megabyte(MB)=1024KB（兆）相当于一则 短篇小说的文字内容
• 质量涌现。大数据中的成员小数据可能有质量问题（不可信的数据）， 如缺少、冗余、垃圾数据的存在，但不影响大数据的质量（可信的数 据）。
• 安全涌现。大数据中的成员小数据可能不涉及安全问题（不带密级的 数据），但如果将这些小数据放在一起变成大数据之后，很可能影响 到机构信息安全、社会稳定甚至国家安全（带密级的数据）。
高职高专“十一五”规划教材《化工计算》 主编：张桂军 化学工业出版社
课件制作：张桂
1.1.2 大数据的特点

第三节物料计算一、内容:原辅料和包装材料的计算。

二、意义：（1）通过物料计算，确定各种主要物料的采购运输量和仓库贮存量；（2）通过物料计算，确定所需的设备和劳动力定员及包装材料等的需要量。

三、依据基本资料是“技术经济定额指标”。

技术经济定额指标是各工厂在生产实践中积累起来的经验数据。

这些数据往往因地区差别、机械化程度、原料品种、成熟度、新鲜度及操作条件等不同，而有一定的变化辐度。

选用时要根据具体情况而定。

一般老厂改造就按该厂原有的技术经济定额作为计算依据，再以新建厂的实际情况做修正。

四、方法（1）确定工艺流程示意图（2）确定计算的基础数据（工艺指标和劳动定额）（3）确定计算基准（班产成品量）（4）按照流程顺序依次计算所有操作时的物料量（5）计算包装材料的量（6）列物料衡算表五、案例1. 以班产原料量为计算基准2 . 以班产成品量为计算基准1）已知班产量成品量：原汁猪肉罐头12.5t2）罐保温时成品的量因罐保温时损失率为0.2% ，得：12.5t×（1+0.2% ）=12.25 t3）调味时的物料量因灌装时物料增加率10%，得：12.25t ×（1-10%）=11.025t4）切小块时物料的量因调味时加入调味料为1.08%，得：11.025t ×（1-1.08%）=10.906t5）去淋巴、杂质时物料的量因切小块时物料损失1.33%，得：10.906t×（1+1.33%）=11.051t6）切大块时物料的量因去淋巴、杂质时损失0.6%，得：11.051t ×（1+0.6%）=11.117t7）去皮时物料的量因切大块时损失1.31%，得：11.117t×（1+1.31%）=11.263t8）剔骨时物料的量因去皮时物料损失10%，得：11.263t×（1+10%）=12.389t9）分段时物料的量因剔骨时损失13.2%，得：12.389t×（1+13.2%）=14.024t10）解冻时物料的量因分段时损失2.15%，得：14.024t×（1+2.15%）=14.326t11）冻肉片的量因解冻时增加率是0.05%，得：14.326t×（1-0.05%）=14.318t包装材料的计算1）成品量是12.5t，每罐装397g，则需空罐数：12.5t×1000000÷397=31486（罐）2）包装箱的量按48罐/箱计算，得：31486罐÷48=656只为什么叫做物料衡算？第四节设备生产能力的计算及选型一、设备分类：1. 专业设备：指杀菌锅、胶体磨等专业性较强、仅为食品工厂使用的设备；2. 通用设备：泵、风机等各行各业都可以使用的设备称为通用设备；3. 非标准设备：指生产车间的贮藏、池子等设施。