Расчет производительности завода по исходному сырью и режим работы завода и его отдельных цехов

Производительность проектируемого завода определяется количес­твом ТБО, образующимся в городе, для обслуживания которого намеча­ется строительство завода.

В первом приближении количество образующихся в городе ТБО можно оценить по числу жителей, исходя из того, что в городах России у одного жителя ежегодно образуется 270-320 кг отходов, а количество отходов жилого сектора города составляет 70-75% от общего количест­ва муниципальных отходов (25-30% отходов приходятся на нежилой сектор города).

При расчете производительности завода по комплексной переработ­ке ТБО необходимо увязать рациональную мощность отдельных цехов с количеством поступающего исходного сырья.

Для проектирования необходимо иметь часовую производитель­ность каждого цеха. По этой часовой (расчетной) производительности выбирается оборудование; при этом необходимо учитывать неизбежные простои оборудования на ремонт и эксплуатационные неполадки.

Поскольку ТБО образуются и накапливаются ежедневно, завод должен функционировать круглогодично (календарное время - 365x24=8760 часов). Однако доставка ТБО на завод осуществляется не­равномерно, преимущественно в 1,5 смены (12 часов в сутки), причем в воскресные и некоторые праздничные дни ТБО из города могут не вы­возиться. Исходя из этого, рекомендуется принимать, что доставка ТБО на завод осуществляется 310 дней в году. Отсюда расчетная суточная мощность (максимально возможная производительность) Q_с завода по исходным ТБО составляет:

Q_с = Q_т/310, т/сут.,

где Q_с — заданная годовая производительность завода.

Например, при производительности завода 120 тыс. т/год Q_с =387 т/сут (120000:310).

В цех сортировки поступает 100% исходных ТБО.

Работа цеха сортировки принимается, как правило, по режиму доставки ТБО на завод. Целесообразно работу цеха сортировки проектировать с остановкой в воскресные дни, т.е. 317 дней в году. Среднесуточная производительность цеха сортировки составляет при этом q = Q_с/317 т/сут. Например, при производительности завода 120 т/год=4 317 =378,5 т/сут (120000:317).

Средняя часовая производительность цеха сортировки зависит от числа часов его работы в сутки. При определении числа часов работы цеха сортировки в сутки руководствуются данными практики, в соот­ветствии с которыми максимальная производительность одной механи­зированной линии сортировки составляет 25 т/час.

Для обеспечения максимальной суточной производительности за­вода по исходным ТБО Q_с число часов работы цеха в сутки при расчете на одну линию сортировки составляет:

n = Q_с/25

Например, при производительности завода 120 тыс.т/год n=387/25=15,48~16 часов (т.е. две смены в сутки). Иными словами, для завода производительностью 120 тыс.т/год требуется одна линия сортировки. Средняя часовая производительность одной линии сортировки составляет при этом 23.6 т/час (q/16).

В случае производительности завода по исходным ТБО 60 тыс. т/год линия сортировки может работать синхронно с доставкой ТБО 1,5 смены (12 часов в сутки) при значительно меньшей нагрузке - около 16 т/час (193,5:12= 16,2).

Для определения производительности сопряженных цехов (напри­мер, термообработки и ферментации) в комбинированном производстве необходим расчет материальных потоков отходов на стадии сортировки исходных ТБО (см. табл. 5.26-5.28, 5.31-5.33, 5.47-5.48).

В цех термической переработки может поступать от 55 до 80% отходов (см. рис. 5.110, 5.152-5.154); по одному из вариантов, судя по расчетам, на термообработку поступает около 55% от исходных ТБО (см. рис. 5.110 и табл. 5.26). При производительности завода 120 тыс. т/год в термообработку максимально поступит 66 тыс. т/год отходов, представленных преимущественно горючими компонентами (содержание инертных примесей около 6%).

Цех термической переработки работает 3 смены в сутки 365 дней в году. Номинальная часовая производительность цеха, исходя из количе­ства поступающих в него отходов, составляет 7,5 т/час (66000:365:24=7,5). При этом теоретически возможны три варианта вы­бора термического оборудования:

• установка одной печи Q=7,5 т/час;
• установка двух печей по 7,5 т/час (одна резервная);
• установка трех печей по 3,6-3,8 т/час (например, реактор газификации имеет производительность 3,6 т/час), из которых один - резервный.

На практике встречаются все три варианта. Предпочтительны - вто­рой и третий.

При производительности завода 60 тыс. т/год по исходным ТБО в термообработку поступит 33 тыс. т/год отходов (60000x55%). Номи­нальная часовая производительность в этом случае - 3,75 т/час (33000:365:24). В цехе термообработки требуется установка двух печей (одна резервная); учитывая относительно небольшую производитель­ность завода (обслуживается город с населением около 200 тысяч жите­лей), возможна установка одной печи.

Резервное оборудование гарантирует обеспечение заданной произ­водительности и бесперебойности работы цеха. В то же время оно по­зволяет легко увеличить в дальнейшем производительность завода без дополнительных капитальных затрат. В этом случае резервные печи вводятся в работу кампаниями по 15-20 дней в месяц (поочередно с ос­новной), без снижения надежности технологического процесса.

Выбор оптимальных проектных решений должен осуществляться на основе принципов системного подхода, с учетом влияния всех факторов, обеспечивающих достижение максимальной эффективности технологии, безаварийности и бесперебойности при заданной производительности.

Бесперебойность работы во многом обеспечивается проектирова­нием промежуточных емкостей для хранения отходов.

В практике встречаются два варианта складирования исходных ТБО:

• складирование в заглубленном бункере прямоугольного се­чения, который обслуживается мостовым краном с грейферным за­хватом. Как правило, бункерное отделение обслуживается двумя крана­ми - один из них подает отходы в загрузочную воронку (в процесс сор­тировки или термической переработки), второй усредняет разгружае­мые в бункер отходы. Другое назначение мостовых кранов -удаление из бункера на специально предусмотренную площадку случайно попав­ших КГМ - холодильников, кроватей и т.п.;
• складирование на приемной площадке в виде ровной площади, которая обслуживается фронтальными погрузчиками. Назначение фронтальных погрузчиков - формирование штабелей из доставляемых отходов (обеспечение необходимого запаса) и подача отходов в техно­логический процесс (методом заталкивания отходов на заглубленные питатели или подачи отходов на небольшую высоту в приемные ворон­ки аппаратов-питателей или дробилок).

Для российских условий предпочтителен, вследствие повышен­ной влажности исходных ТБО, вариант бункерного приема и склади­рования отходов, доставляемых на завод по комплексной переработке ТБО. Для предотвращения неприятных запахов зона бункерного скла­дирования находится под небольшим разрежением (проектируется за­бор из зоны бункера дутьевого воздуха для использования в процессе термообработки).

Запас исходных ТБО в бункере составляет 2-4 суток по данным зарубежной практики и 1,5-2 суток - по данным заводов СНГ. Принимая двухсуточный запас, для завода Q_с=120000 т/год или 387 т/сут. получаем: 387x2=774 т или 774:0,25 т/м³ «3000 м³, где 0,25 т/м³ - принимаемая плотность ТБО при их хранении в бункере, где происходит некоторое уплотнение исходных ТБО, первоначальная плотность которых составляет 0,2 т/м³.

Запас отходов, направляемых на термообработку, должен составлять не менее пяти суток (гарантия бесперебойности работы). Например, при Q_с =120 тыс. т в цех поступает 180 т отходов в сутки, отсюда их запас - 900 т (не менее 4000 м³, принимая плотность обогащенных фракций при складировании 0,21-0,22 т/м³).

При проектировании бункерного хозяйства целесообразно предус­мотреть складирование исходных ТБО и обогащенных фракций отхо­дов, направляемых на термическую переработку, в двух изолированных отсеках одного бункера.

При транспортировке ТБО по конвейерным линиям (подача в процесс сортировки) целесообразна организация поста наблюдения для инспектирования потока отходов и удаления, при необходимос­ти, тех или иных компонентов (аккумуляторов, опасных компонен­тов и т.п.).