常州工程职业技术学院UPVC管材工艺设计高材1311作者：***2014/10/29目录第一章绪论1.1聚氯乙烯管材的特点 (1)1.2产品参数 (2)1.3聚氯乙烯管材的生产方法 (3)1.4生产工艺流程概述 (3)1.5原料配方的选择 (3)第二章硬质pvc的生产车间工艺计算2.1 生产能力计算 (4)2.2 物料衡算 (4)第三章设备选型和台数计算3.1 高速混合机的计算 (4)3.2 螺杆挤出机计算 (5)3.3 挤出管辅机计算 (5)3.4 其他设备 (6)第四章车间布置的设计4.1 车间布置的要求 (6)4.2车间布置的原则 (6)4.3安全与环保 (7)4.4设备一览表 (8)第五章成本总计结论参考文献 (8)年产5000吨硬质pvc车间工艺设计摘要：本文介绍了年产5000吨的硬质聚氯乙烯的生产工艺及车间合成工段的设计。
本文综述了硬质pvc型材的特点及发展现状与前景并从聚氯乙烯生产工艺着手，选择普遍使用的双螺杆挤出成型的成型方法生产聚氯乙烯管材，通过配方选择、物料衡算、设备选型、工艺参数控制等过程对整个工艺流程作了较为详尽的阐述。
另外指出硬质pvc管材成熟的生产工艺路线，并从低成本、高性能、功能应用等各方面考虑设计了较为合理的硬质pvc管材生产配方和留有发展潜力的生产设备，计算其生产车间所需的各种生产设备和总投资成本，绘制出工艺流程图和生产车间设备平面布置图，对实际投资建设硬质pvc管材车间的各个方面具有积极的指导作用。
关键词：硬质pvc；管材；物料衡算；生产车间；工艺设计第一章绪论聚氯乙烯（PVC）是目前产量仅次于聚乙烯的第二大通用塑料，广泛应用于各行各业中。
其中pvc硬质制品(PVC-U)占其总量的60%，且正朝着高韧性高强度的新领域发展。
PVC-U管材广泛应用于给水、建筑排水、排污、化工等领域，是PVC-U制品中重要的种类，也是塑料管道中使用最广泛的产品之一。
1.1聚氯乙烯管材的特点聚氯乙烯管材具有如下优点：○1pvc管材质轻，搬运装卸便利；○2pvc管具有优异的耐酸、耐碱、耐腐蚀性；○3pvc管的壁面光滑，对流体的阻力小且粗糙系数仅0.009较其他管材低，在相同的流量下，管径可予缩小；○4pvc管的耐水压强度，耐外压强度，耐冲击强度等均甚良好；○5pvc管具有优越的电气绝缘性，适用于电线，电缆之导管与建筑上之电线配管；○6pvc管由溶解实验证实不影响水质，为目前自来水配管之最佳管材；○7pvc管之接合施工迅速容易，故施工工程费低廉。
聚氯乙烯管材存在以下缺点：○1强度较低，受压能力差；○2使用温度范围窄；○3膨胀系数大，刚性较低；○4当制造聚氯乙烯管材的树脂中铅盐、镉盐等物质超标时会危及环境及人体健康。
1.2产品参数1.3聚氯乙烯管材的生产方法硬质聚氯乙烯管(PVC)系将聚氯乙烯树脂与稳定剂、润滑剂等助剂配混，经造粒后再挤出成型制得，也可采用双螺杆（异向）粉料一次成型。
硬聚氯乙烯管耐化学腐蚀、绝缘性能好，主要用作输送各种流体，以及用作电线套管等。
硬聚氯乙烯管易切割、焊接、粘接、加热可以弯曲，因此安装、使用非常方便1.4 生产工艺流程概述硬聚氯乙烯管的工艺流程如图所示：ｐｖｃ管材生产工艺流程可分为三个过程：○1成型料准备过程，包括配方、混合、过筛或者造粒。
○2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。
○3定型包装过程中，经过冷却定径箱冷却定型，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 原料配方的选择第二章 硬质pvc 的生产车间工艺计算计原始数据：（一）聚合物生产能力 5000吨＼年硬ｐｖｃ管材 （二）年生产时间 7200小时 （三）PVC 管材合格率 99%（四）产品规格 ∅ 160～200 mm 物料损耗系数2.1 生产能力计算每小时设计产量=装置产量（公称产量）年生产时数×合格率=5000×10007200×0.99=701 kg每天设计产量=每小时设计产量×日生产时数=701×24=16824 kg年设计产量=每小时设计产量 ×年生产时数=701×7200=5047200 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=168241−0.3%=16874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=168741−0.4%=16942日进入高速混合机的物料量=日进入挤出成型的物料1−高速混合机物料损耗率=169421−0.5%=17027日进入配料的物料量=日进入高速混合机的物料量1−配料物料损耗率=170271−0.2%=17061第三章 设备选型和台数计算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=1682424=701kg设每批的混合操作时间为0.7小时每小时混料物料量=每小时设计产量×操作周期配料表观密度=701×0.71.5=327kg张家港市佳诺机械有限公司的SHR-800A 高速混合机为例，有效容积为600LＳＨＲ－８００Ａ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SHR－800A 80060060／90370/740混合机的台数＝设计量有效容积＝３２７８００＜１一台１１２００元3.2 螺杆挤出机计算每小时设计产量=日进入挤出机成型物料量日生产时数=1694224=705.9kg查阅闵氏集团塑料机械有限公司资料选取挤出机台数=705400=1.76台故取 2 台设备年生产能力=最大挤出率×年生产时数1000=400×72001000=2880 t/a3.3 挤出管辅机计算本设计中，管材直径为６０ｍｍ壁厚２.５ｍｍ每米管重量＝(Ｄ２−ｄ２)×π×ρ=(0.032−0.0272)×3.14×1500=0.81kg/m辅助管材速度=每小时设计产量每米管重质量=7010.81×60×3=4.8m/min查阅青岛福润德塑料挤出技术有限公司资料3.4 其他设备查阅塑料磨粉机专业公司资料选取JWP -550型号磨粉机一台粉碎机即够用 磨粉机日工作时数=日废品量磨粉机生产能力=165.6250=0.66h一台即够用 破碎机日工作时数=日废品量破碎机生产能力=165.6660=0.25h第四章 车间布置设计 4.1 车间布置的要求1．车间布置设计要适应总图布置要求，与其他车间、公用工程系统、运输系统组成成有机体。
2．经济效果要好。
车间平面布置设计应简洁、紧凑，已达到最小的占地面积；车间立面布置应尽量将高达的设备布置在室外，如不能布置在室外的尽量单独处理，且尽量降低厂房的高度，以减少建设费用，降低生产成本。
3．便于生产管理，安装、操作、检修方便。
在车间布置设计时，除考虑各个生产工段外，对生产辅助用房如车间配电室、机修间、化验室等和生活办公用房等，都要合理安排，互相协调，以便生产管理；设备布置设计的同时，要考虑到日后的施工安装、操作和检修，要尽量创造良好的工作环境，给操作人员留有必要的操作空间和安全距离；需要经常检修、更换的设备附近要留有一定的检修空间和设备运输宽度。
4．要符合有关的布置规范和国家有关的法规，妥善处理防火、防爆、有毒、腐蚀等问题，保证生产安全，还要符合建筑规范和要求。
厂房的大小、高度、形制等要符合建筑规范。
5．要留有发展余地 有些设施或装置，由于设计投资较大，资金紧张，或已经预计到将来的销售情况会越来越好，经和建设单位协商，在布置设计时，要留有发展余地，以便将来扩建或增建 4.2 车间布置的原则（一）车间厂房布置设计化工设计中采用的厂房型式一般为：长方形、T形、L形和Ⅱ等。
长方形便于总平面图的布置，节约用地，有助于设备排列，缩短管线，易于安排交通出入口，有较多可供自然采光和通风的墙面；但有时由于厂房总长度较长，在总图布置有困难时，为了适应地形的要求或者生产的需要，也有采用L形、T形或Ⅱ形的，此时应充分考虑采光、通风、通道和立面等各方面的因素。
厂房的柱网布置，要根据厂房结构而定，生产类别为甲、乙类生产及大型石化装置，宜采用框架结构，采用的柱网间距一般为6m，也有采用9m、12m。
丙、丁、戊类生产可采用混合结构或框架结构，开间采用4m、5m或6m。
但不论框架结构或混合结构，在一幢厂房里不宜采用多种柱距。
柱距要尽可能符合建筑模数的要求，这样可以充分利用建筑结构上的标准预制构件，节约设计和施工力量，加速基建进度。
在进行车间布置时，应考虑厂房安全出入口，一般不应少于两个。
如车间面积小，生产人数少，可设1个，但应慎重考虑防火安全等问题。
装置（车间）内的道路、通道的宽度及其上方高度应执行HG 20546—92中的有关规定和执行GB 50160中的相关规定。
（二）车间设备布置设计（1）要根据设备大小及结构，考虑设备安装、检修及拆卸所需要的空间和面积。
（2）要考虑设备能顺利进出车间。
经常搬动的设备应在设备附近设置大门或安装孔，大门宽度比最大设备宽0.5m，不经常检修的设备，可在墙上设置安装孔。
（3）通过楼层的设备，楼面上要设置吊装孔。
厂房比较短时，吊装孔设在靠山墙的一端，厂房长度超过36m，则吊装孔应设在厂房中央。
多层楼面的吊装孔应在每一层相同的平面位置。
在底层吊装孔附近要有大门，使需要吊装的设备由此进出。
吊装孔不宜开得过大(一般控制在2.7m以内，对于外形尺寸特别大的设备的吊装，可采用安装墙或安装门，设备可直接从安装墙或安装门进人该设备位置就位)。
（4）必须考虑设备检修、拆卸以及运送物料所需要的起重运输设备。
起重设备的形式可根据使用要求定。
如不设永久性起重运输设备，则应考虑有安装临时起重运输设备的场地及预埋吊钩，以便悬挂起重葫芦。
如在厂房内设置永久性起重运输设备，则要考虑起重运输设备本身的高度，并使设备起吊运输高度大于遭输途中最高设备的高度。
（5）大型设备(如:塔、储罐、反应器等)应布置在装置(车间)的一侧，并靠通道，周围无障碍物，以便起重运输设备的进出及设备的吊裂，通道宽度应大于最大起吊设备的宽度。
4.3 安全与环保化工生产企具有高温高压易燃易爆有毒有害的特点，生产场区塔罐林立，管道纵横交错。
一旦发生火灾，燃烧猛烈，易造成大量有毒有害气体溢出或产生，威胁人员的生命安全。
所以，要做好企业的防火工作，按照国规范要求，再生产中的一些火灾危险性大的场所安装自动报警系统，自动灭火系统，来减少杜绝恶性火灾的发生。