Учреждение образования
БЕЛОРУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕНЫЙ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Утверждаю
Проректор по учебной работе
_А.С.Федоренчик
«_» _2010 г.
ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И СИСТЕМЫ
В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Учебная программа для специальности 1-43 01 06 Энергоэффективное оборудование и энергетический менеджмент специализации 1-43 01 06 02 Энергоэффективные технологии в химической промышленности Факультет технологии и техники лесной промышленности Кафедра машин и аппаратов химических и силикатных производств Курсы 4и Семестры 8и Лекции 66 часов Экзамен 9 семестр Практические занятия 50 часов Зачет 8 семестр Лабораторные занятия 18 часов Курсовой проект 9 семестр Всего аудиторных часов По дисциплине 134 часа Всего часов по дисциплине 260 часов Форма получения высшего образования дневная Учебная программа составлена на основе базовой программы по дисциплине «Энергоэффективное оборудование и системы в химической промышленности», утвержденной 2010 г. регистрационный № УДбаз.Рассмотрена и рекомендована к утверждению на заседании кафедры машин и аппаратов химических и силикатных производств учреждения образования "Белорусский государственный технологический университет" марта 2010г., протокол № 7.
Заведующий кафедрой П.Е. Вайтехович Составитель В.Н.Павлечко Одобрена и рекомендована к утверждению научно-методической комиссией факультета технологии и техники лесной промышленности "_15_"04 2010 г., протокол № Председатель комиссии А.А.Янушкевич
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Актуальность изучения дисциплины Химическая промышленность является одной из энергоемких отраслей.Применяемое на заводах оборудование потребляет значительное количество тепловой и электрической энергии, сжатого воздуха и охлаждающей воды.
Основное количество расходуемой энергии, в основном, отводится в окружающую среду. Поэтому снижение удельных энергозатрат на выпуск продукции, утилизация вторичных энергетических ресурсов представляет собой важную задачу.
Оборудование различных предприятий химической промышленности разноплановое, отличается производительностью, устройством и принципом работы. В нем осуществляются механические, гидромеханические, теплообменные, массообменные и другие процессы. В зависимости от назначения и выпускаемой продукции оборудование различается также видом и количеством подводимых и отводимых энергетических ресурсов. Поэтому для осуществления политики энергосбережения на предприятиях химического комплекса необходимо знать конструктивные особенности и принцип действия технологического оборудования, особенно наиболее энергоемких процессов.
Цель и задачи дисциплины Цель дисциплины – инженерная подготовка в области разработки и эксплуатации энергоэффективного оборудования и систем в химическом комплексе, а также внедрения энергосберегающих процессов и оборудования.
Основные задачи дисциплины:
изучение конструкций и принципа работы оборудования и систем химической промышленности;
изучение средств и методов снижения затрат энергии при осуществлении конкретных технологических процессов;
освоение навыков по расчету технологических параметров и энергетической эффективности оборудования;
выработка творческого инженерного подхода при выполнении работ по проектированию нового и совершенствованию существующего оборудования.
Требования к усвоению учебной дисциплины В результате изучения дисциплины «Энергоэффективное оборудование и системы в химической промышленности» выпускник должен:
знать:
– конструктивные особенности и принцип действия машин и аппаратов химических производств;
– инженерные методы расчета и проектирования оборудования;
– основные направления совершенствования оборудования в направлении снижения потребления энергии;
– проводить технико-экономическое обоснование рационального выбора типа энергоэффективного оборудования для конкретного технологического процесса – находить оптимальные технологические решения по совершенствованию технологических процессов и оборудования;
– рассчитывать параметры оборудования и находить оптимальные режимы работы.
– разрабатывать и внедрять энергоэффективные технологии производства и потребления энергии в химической промышленности.
Структура дисциплины «Энергоэффективное оборудование и системы в химической промышленности» включает:
лекции, на которых изучаются конструктивные особенности и принцип действия оборудования химических производств;
практические занятия, направленными на приобретение навыков расчета технологических параметров оборудования;
лабораторные занятия, в ходе которых изучаются режимы работы отдельных видов оборудования.
Завершающей стадией изучения дисциплины является выполнение курсового проекта, призванное закрепить у студентов полученные знания по практическому расчету оборудования.
Дисциплина «Энергоэффективное оборудование и системы в химической промышленности» изучается на завершающей стадии общетехнического и общеинженерного обучения. Поскольку теоретические основы дисциплины сопряжены с анализом, решением прикладных задач, то для успешного усвоения материала студенты должны быть подготовлены по таким общеинженерным дисциплинам, как математика, физика, химия, термодинамика и теплопередача, инженерная графика, экономика, охрана труда и др.
Дисциплина изучается в 8, 9 семестрах, ее объем составляет 260 часов, в том числе 134 часа аудиторных занятий, из них: 66 часов лекций, 50 часов практических занятий, 18 часов лабораторных занятий. Предусматривается выполнение курсового проекта, зачет и экзамен.
Основными технологиями обучения являются проблемное обучение, разноуровневое обучение, использование компьютерных продуктов, технологии сквозного обучения.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА
Номер раздела, темы, занятия энергопотребление, качество монтажа, надежность, безопасность и др.).3. Особенности расчета конструктивных элементов.
2.1 Механическое оборудование для измельчения твердых мате- 2 4 Плакаты, ви- [1- Зачет.
4. Пути снижения затрат энергии при измельчении материалов.
1. Ленточные, пластинчатые, шнековые, барабанные, тарель- деоматериалы 3] Экзамен.
5. Барботажные пылеуловители.
6. Сопоставление эффективности и энергозатрат газоочистки.
5. Сравнение гидравлического сопротивления и энергозатрат при очистке газов.
прессы, барабанные, дисковые, ленточные, листовые фильтры. мейного комСравнение гидравлического сопротивления фильтров и энер- плекса.
гозатрат при сгущении осадков.
1. Лопастные, пропеллерные, турбинные, специальные мешал- деоматериалы 5] Экзамен.
пневматического перемешивания жидкостей.
4. Водокольцевые вакуум-насосы.
лей. Техника безопасности при работе с теплоносителями.
5. Использование специальных материалов.
4. Расчет кристаллизаторов.
5. Пути снижения затрат энергии.
2. Полочные, гребковые, вальцовые, туннельные, ленточные, для мульти- [11] отчета по 1. Терморадиационные, высокочастотные, сублимационные деоматериалы 3] Защита 4. Конструктивные особенности реакторов.
Примерная тематика практических занятий 1. Составления материальных и тепловых балансов технологических процессов и оборудования.
2. Выбор материалов для изготовления химических аппаратов и методов защиты от коррозии.
3. Основные способы обеспечения безопасности оборудования в случае нарушения технологического режима. Расчет предохранительных устройств.
4. Содержание прочностного расчета и требования к его выполнению.
5. Расчет на прочность обечаек и днищ, нагруженных внутренним давлением.
6. Расчет на устойчивость обечаек и днищ, нагруженных внешним давлением.
7. Расчет на прочность обечаек и днищ аппаратов высокого давления.
8. Расчет оборудования периодического действия.
9. Расчет оборудования непрерывного действия.
10. Расчет машин для измельчения твердых материалов.
11. Выбор и расчет питателей и дозаторов.
12. Расчет аппаратов с перемешивающими устройствами.
13. Выбор и расчет фильтров.
14. Расчет насосов.
15. Расчет машин для сжатия и перемещения газов.
16. Трубы, узлы и детали трубопроводов. Расчет и выбор труб и фланцевых соединений.
17. Неразъемные соединения металлов (сварка, пайка, склеивание). Выбор способа соединения и его прочностной расчет.
18. Расчет параметров процесса теплообмена.
19. Расчет теплообменников. Технологические аспекты в работе теплообменников.
20. Расчет тепловой изоляции.
21. Расчет ректификационной колонны.
22. Расчет однокорпусной выпарной установки.
23. Расчет выпарной установки с тепловым насосом.
24. Расчет многокорпусной выпарной установки. Сравнительный анализ энергоэффективности рассчитанных выпарных аппаратов.
25. Особенности организации технологического процесса. Анализ путей снижения энергозатрат. Расчет сушильного оборудования.
Примерная тематика лабораторных занятий 1. Изучение устройства и работы регенеративного теплообменника.
Безопасность при выполнении лабораторных работ.
2. Исследование теплопередачи в рекуперативном теплообменнике.
3. Определение коэффициентов теплопроводности теплоизоляционных материалов.
4. Исследование кинетики процесса сушки.
5. Изучение работы сушилки виброкипящего слоя.
6. Изучение устройства и принципа действия барабанной сушилки.
7. Изучение конструкций, исследование производительности и равномерности распыла центробежных форсунок.
8. Изучение конструкции и принципа действия фильтр-пресса и барабанного вакуум-фильтра.
9. Изучение конструкции и принципа действия системы пневмотранспорта.
Примерная тематика курсового проектирования Проект распылительной сушилки с утилизацией тепла отработанного сушильного агента.
Проект барабанной сушилки.
Проект сушилки кипящего слоя.
Проект установки для сушки гранул с утилизацией тепла отработанного сушильного агента.
Проект однокорпусной выпарной установки.
Проект многокорпусной выпарной установки.
Проект выпарной установки с тепловым насосом эжекционного типа.
Проект выпарной установки с тепловым насосом компрессионного типа.
Проект парогенератора.
Проект установки для утилизации тепла газов барабанной печи.
Проект установки утилизации низкопотенциального тепла компрессорного цеха.
Проект установки утилизации тепла отходящих газов печей.
Проект утилизации тепла приточно-вытяжной вентиляции.
Проект рекуператора тепла в производстве серной кислоты.
Проект рекуператора установки подогрева умягченной воды.
Проект рекуператора для утилизации тепла дымовых газов.
Проект ректификационной колонны.
Проект ректификационной колонны с тепловым насосом.
Проект гелионагревательной системы.
Темы групповых занятий по курсовому проектированию 1. Уточнение задания и исходных данных по проекту, составление графика выполнения проекта.
2. Составление аналитического обзора. Источники информации, методы поиска.
3. Критерии оптимизации технических решений. Выбор проектного варианта.
4. Методика технологического расчета оборудования.
5. Методика и последовательность расчета на прочность.
6. Чертежи общего вида и сборочные чертежи.
7. Правила выполнения расчетно-пояснительной записки.
8. Защита курсового проекта.
ПРОТОКОЛ СОГЛАСОВАНИЯ УЧЕБНОЙ ПРОГРАММЫ
ПО ИЗУЧАЕМОЙ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ СПЕЦИАЛЬНОСТИ
Термодинамика и Кафедра энерготеплопередача сбережения, гидравлики и теплотехники Энергоэффективные Кафедра энерготехнологии на ос- сбережения, гиднове вторичных ре- равлики и теплосурсов техники Теплотехника Кафедра энергосбережения, гидравлики и теплотехники Охрана труда Кафедра безопасности жизнедеятельности Зав. кафедрой машин и аппаратов Зав. кафедрой энергосбережения, Зав. кафедрой безопасности 1. Касаткин А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Альянс, 2004.2. Поникаров И.И. Машины и аппараты химических производств и нефтеперерабоки. – М.: Альфа-М., 2006.
3. Чернобыльский И.И. и др. Машины и аппараты химических производств. – М.: Машиностроение, 1975.
4. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. – Л.: Химия, 2004.
5. Боровик А.А., Протасов С.К., Марков В.А. Процессы и аппараты химической технологии. Сборник примеров и задач. Часть 1. Техническая гидравлика. Гидромеханические процессы. – Минск, БГТУ, 2006.
6. Доманский И. В. и др. Машины и аппараты химических производств.
Примеры и задачи. Под общей ред. Соколова В.Н. – Л.: Машиностроение, 1982.
7. Основные процессы и аппараты химической технологии. Пособие по проектированию. Под ред. Дытнерского Ю.И. – М.: Химия, 1991.
8. Жужиков В.Л. Фильтрование. Теория и практика разделения суспензий. – М.: Химия, 1980.
9. Сиденко В. П. Измельчение в химической промышленности. – М.:
Химия, 1977.
10. Васильцов Э. А., Ушаков В. Г. Аппараты для перемешивания жидких сред. Справочное пособие. – Л.: Машиностроение, 1979.
11. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. – М.: Химия, 1970.
12. Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. – М.:
Химия, 1980.
13. Шкоропад Д. Е., Новиков О.П. Центрифуги и сепараторы для химических производств. – М.: Химия, 1987.
14. Александров И.А. Ректификационные и адсорбционные аппараты. – М.: Химия, 1978.
15. Лащинский А.А. Конструирование сварных химических аппаратов.
Справочник. – М.: Машиностроение, 1981.
16. Клинов И.Я. Химическое оборудование в коррозионностойком исполнении. Справочник. – М.: Машиностроение. 1970.
17. Шаповалов Ю.Н., Шейн B.C. Машины и аппараты биохимического назначения. Учебное пособие. – Воронеж: изд-во ВГУ, 1981.
18. Плехов И.М., Левданский Э.И., Борщевский Л.Ф. Методические указания к лабораторным работам по курсу “Тепловые установки стекольных, керамических и химических предприятий”. Часть 1-3. Минск: БТИ, 1983.
«