制丝缫丝工厂设计.docx
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制丝缫丝工厂设计
缫丝厂课程设计
广西科技大学
课题：
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指导老师：
二○一四年六月二十八日
目录
第一章 总论……………………………………………………3
第一节绪论………………………………………………………3
第二节设计工厂的意义………………………………………3
第三节建厂地区的自然和经济条件……………………………3
第二章工艺设计………………………………………………5
第一节设计任务说明……………………………………………5
第二节工艺流程与机器设备……………………………………5
第三节工艺计算与设备配备……………………………………8
第三章空调与供电设计…………………………………………25
第四章给排水设计…………………………………………26
第五章土建设计………………………………………………26
第六章劳动组织与定员设计………………………………27
第七章总概算………………………………………………28
参考文献
附录1 缫丝工厂布局图
附录2车间布局图
第一章总论
第一节绪论
中国是种桑养茧的发源地，至今仍是世界茧丝绸生产、加工与贸易第一大国，在国际市场上占据着主导地位。
古有“丝绸之路”，今有“东桑西移”。
实施“东桑西移”工程以来，自治区政府高度重视，提出把桑蚕业列为广西农业加快发展的重点新兴优势产业之首。
蚕茧产量和桑蚕丝产量连年上升，并相继跃居全国第一位，初步形成了“世界蚕业看中国，中国蚕业看广西”的发展格局。
广西地处亚热带季风气候区，温度、日照、雨量、土壤、气候适宜，桑树休眠期短，蚕茧产量高，拥有比较丰厚的地理自然资源和区位优势。
以“科学发展观、可持续发展战略”为指导，紧紧抓住国家“东桑西移”战略机遇，坚持产量、质量、效益一起抓。
大力发展茧丝精深加工和资源综合开发利用，积极拓展国际、国内两大市场，开创自主品牌，推动广西桑蚕业和边缘产业共同发展，所以根据目标科学的设计制丝厂，成为其势在必行的举措。
第二节设计工厂的意义
目前已有在柳州、南宁、河池、来宾、梧州等地建立了丝绸工业园，国内江苏、浙江、广东、山东等多家强优茧丝绸企业充分抓住“东桑西移”的重要发展战略机遇均已在广西投资合作建厂。
当前，东盟博览会每年都会在南宁如期举行，选择在广西三线城市县城建厂，不仅可以和东南亚各国进行经济深度合作，而且靠近原料原产地，节约了运输成本，而且带动了当地的经济发展，为当地人民提供工作机会，并且农民工可以返乡工作，还解决了“留守儿童”等社会问题。
所以选择在这些地方建厂，已是大势所趋中，深得人心，是广西民族共同的愿景，具有划时代的重大意义。
第三节建厂地区的自然和经济条件
1、地理位置的选择
厂址选在来宾市象州县，高速公路附近，交通便利，靠近河流，方便引用和排放，原产地可供大量鲜茧，有充足的原料。
2、自然条件
2.1温湿度
（1）年平均气温湿：
20.8℃
（2）最热月平均温湿度：
28.6℃
（3）最高温度：
39.8℃
（4）最冷月平均温湿度：
10.3℃
（5）最低温度：
-3℃
2.2降雨量
（1）全年平均降雨量:
1506.9mm
（2）月最大降水量：
2350.4mm
（3）月最低降水量：
320mm
2.3风况
（1）年平均风速：
1.7m/s
（2）月平均最大风速：
3.4m/s
（3）月平均最小风速：
1.2m/s
（4）风向：
下半年盛行偏南风，冬半年盛行偏北风
2.4蒸发量
（1）多年平均蒸发量:
1543.1mm
（2）月最大蒸发量：
1838mm
（3）月最低蒸发量：
686mm
2.5年平均日照时数为1569.2h
2.6年平均气压：
1001.8HPa
2.7全年平均雾日为5天，平均能见度≦1000m为6.7天。
2.8所选厂址内没有具有开采价值的矿物质，也无文物古迹。
2.9自然灾难记录：
基本无地震，不属于地震带，基本无内涝现象。
3、经济技术条件
3.1原料供应：
来宾市象州县是比较重要的蚕茧产地，在当地即可收购到充足优质的鲜茧。
3.2能源：
象州县电力资源充足，另外还有充足的可燃木材资源等
3.3給水与排水：
柳江自北向南横穿象州县境内，水资源充足。
厂区废水工厂自行处理，达标后，排放入江即可。
3.4劳动力资源：
象州县劳动资源丰富，成本低，可在本地招工。
3.5交通运输：
厂区旁边有多条省级和县级公路，附近就有柳南高速，亦可河运，交通极为便利。
3.6市场需求：
地处广东三角洲西部、东盟各国合作地点——南宁周边，市场需求非常大。
第二章工艺设计
第一节设计任务说明
本制丝厂的企业性质为个人私有制，属于中型缫丝企业。
本厂年厂量为200吨，产品规格为20/22D的生丝占80%和40/44D的生丝占20%，春茧占55%、夏秋茧占45%，产品等级平均为4A。
设计前，考虑到具体实际生产过程中受各种不确定的内部和外部环境因素的影响，设计后的实际情况可能略有偏差。
第二节工艺流程与机器设备
1.蚕质资料设计
庄口：
27表—1
项目
类别
公斤
粒数
全茧量
（g）
茧层量
（g）
茧层率
（%）
上车率
（%）
下茧率
（%）
茧衣
（g）
春茧
1335
74.28
38.78
52.21
88.43
11.57
2.20
夏秋茧
1684
58.14
28.14
48.4
66.58
33.42
1.42
项目
茧别
双宫
（%）
黄斑
（%）
穿头
（%）
印头
（%）
薄皮
（%）
烂茧
（%）
茧丝长
（m）
春茧
0.72
3.50
0.75
4.20
0.07
0.13
1053
夏秋茧
0.74
27.07
0.31
2.78
0.05
0.15
835
项目
茧别
解舒丝长（m）
解舒率（%）
茧丝纤度（旦）
基础缫折
100粒蛹衣量（g）
均方差（旦）
净度（分）
春茧
681
77.94
2.645
242
1.75
0.700
93
夏秋茧
497
59.52
2.376
273
1.75
/
94
项目
茧别
清洁（分）
毛折
毛茧出丝率（%）
汤茧率（%）
长吐率（%）
滞头率（%）
一粒缫茧丝纤度（旦）
春茧
96
279.14
35.82
0.46
8.33
9.27
2.560
夏秋茧
99.50
418.23
23.91
0.17
12.80
11.91
/
2.生产工序及流程
一般要经过原料→混茧→烘茧→剥茧→选茧→煮茧→漂茧→缫丝→复摇→编丝→绞丝→检丝整理→包装→成件→出厂的工艺过程。
2.1蚕茧保存和管理：
蚕茧缫丝所用的原料茧，以鲜茧为最好。
因此，其保管方式可分为露天保管和茧库保管。
2.2选茧、选茧、混茧：
首先按制丝工艺的各项要求和茧质的特性进行混茧。
混茧后各批原料茧要求茧重、茧形、茧色、茧层厚薄均匀一致。
为了合理使用原料茧，缫制品质优良的生丝，还要进行选茧，在大批原料茧中，就茧层厚度、茧形大小和茧色深浅所作的人工或机械选择，将残留在好茧中的下脚茧选净。
目的在于增强同批原料工艺性能的一致性，保持较高的解舒率和生丝质量及产量。
2.3煮后茧、煮茧、漂茧:
蚕茧的煮漂处理是制丝生产中的重要一环，为了解除茧层丝缕间的无机成分和部分丝胶，使丝缕解离容易，便于缫丝。
2.4剥后茧、剥茧:
剥茧是为了剥除茧衣和茧柄，剔除解舒不良的茧和混入的各种下脚茧，以便缫丝，保证生丝质量。
根据茧质分别确定缫制一绞丝所需的定粒数，以保证柞蚕丝包装重量的统一。
2.5缫丝:
目前多用水缫丝方法，即用水缫机缫丝。
制丝过程中，根据产品规格要求，把若干粒煮熟茧的茧丝离解，合并制成生丝或柞蚕丝的工序。
缫丝的方法很多，缫丝工艺过程包括：
煮熟茧→索绪→理绪→添接绪→集绪捻鞘→卷绕→干燥。
3.仪器设备选择
3.1选择的原则
（1）选定的设备要适应选矿厂的生产能力、设计工艺流程操作的特点和当地的条件。
（2）选定的选矿设备既要技术先进又要性能可靠，保证生产且留有余地，便于操作及维修。
（3）根据选矿厂的规模选定相应的设备，尽可能大型化、以节约占地面积、节约投资，提高劳动生产率。
（4）主要设备的选择，要进行调查研究，经过技术经济多方案比较后选定。
主要设备技术经济比较指标包括设备重量、安装功率、设备突刺、车间安装设备的面积和容积等。
（5）在选择主要设备的同时要重视辅助设备的选择。
设计中辅助设备的选定和设计适当与否，关系到试车投产的顺利进行。
要尽量考虑周到，避免在试车投产中修改更换，影响正是投产期限。
（6）各系列中选用设备，同类设备的规格型号尽可能相同，以利于检修，更换部件及减少备品备件的贮备量。
（7）重视节能，选用高效率的节能设备。
3.2设备型号选择
混茧机W212B型；剥茧机ZD101A；
选茧机XJ73型型；煮茧机ZJ-104A型；
缫丝机D301A型；真空给湿机D421型；
复摇机D113；绞丝机D113型；
绞丝机ZDS541型；打包机D541型
综合考虑各方面的因素，以上机型具有占地面积小，产量高，使用寿命长，噪声小，外形美观等优点。
第三节工艺计算与设备配备
1.理论产量
1.1煮茧机
循环式煮茧机的理论产量计算公式如下：
可知：
循环式煮茧机的理论产量，主要决定于每笼茧量和煮茧一回转时间。
选用的ZJ-104A型煮茧机的主要参数如下：
煮茧机笼数C/笼：
104笼
每桶茧量W/g：
春茧W1：
80-100g（取中间值90g）
夏秋茧W2：
60-80g（取中间值70g）
煮茧时间T/min：
11-21min取春茧T1=18min、夏秋茧T2=16min
春茧：
P1=2*C*W1*60/（T1*1000）=2*104*90*60/（18*1000）=62.4Kg/（台.h）
夏秋茧：
P2=2*C*W2*60/（T2*1000）=2*104*70*60/（16*1000）=54.6Kg/（台.h）
1.2缫丝机
D301A型缫丝机的理论产量计算公式如下：
台时理论产量Ps（Kg）=Nt*N*L*Z*60/（9000m*1000g/kg）
式中：
Nt—生丝纤度（旦）；
N—緎速（r/min）；
L—緎周长（小緎常量，0.65m）；
Z—每台缫丝机的绪数（常量20绪/台）。
对于D301A型缫丝机，取域速：
N（春）=180r/min，N（夏秋）=150r/min
春茧台时理论产量为：
Ps1（20/22D）=（21*180*0.65*20*60）/（9000*1000）=0.3276kg/（h.台）
Ps2（40/44D）=（42*180*0.65*20*60）/（9000*1000）=0.6552kg/（h.台）
夏秋茧台时理论产量为：
Ps3（20/22D）=（21*150*0.65*20*60）/（9000*1000）=0.273kg/（h.台）
Ps4（40/44D）=（42*150*0.65*20*60）/（9000*1000）=0.546kg/（h.台）
1.3复摇机
理论产量（公斤/时.窗）Pf=Nt*N*L*Z*60/（9000m*1000g/kg）
式中：
Nt—生丝纤度（旦）
N—大緎转速（r/min）
L—周长（1.5m）
Z—每台复摇机的复摇片数（5片）
对于20/22D，N值为：
180—250r/min取中间值215r/min
对于40/44D，N值为：
150—170r/min取中间值160r/min
则20/22D：
Pf1=21*215*1.5*5*60/（9000*1000）=0.2258kg/（h.台）
40/44D：
Pf2=42*160*1.5*5*60/（9000*1000）=0.336kg/（h.台）
1.4其他机器
混茧机、剥茧机、筛茧机、选茧机、真空给湿机、绞丝器、打包机等的理论产量，一般不作理论上的计算，设计时根据其机器规格中的产量范围加以合理选定。
2.时间效率和额定产量
2.1时间效率
时间效率
式中：
Ts——每一轮班的机器实际运转时间；
T——每一轮班的机器理论运转时间。
注：
缫丝厂一般为两班制，一轮班为8小时，即1天有16小时是上班时间，每年以306个工作日计算。
根据统计资料选用时间效率
制丝设备时间效率选用表—2
机器名称
时间效率（%）
机器名称
时间效率（%）
剥茧机
80~85
立缫机
91~96
选茧机
90~95
自动缫丝机
89~94
煮茧机
85~90
复摇机
85~90
自动缫丝机取平均值Ks=92%
复摇机 取平均值Kf=88%
2.2定额产量
定额产量Pt=K*Ps
式中：
K—时间效率（%）
Ps—台时理论产量（Kg）
春茧产定额产量：
20/22D：
P定1=Ps1×Ks=0.3276×92%=0.3014kg/（台.h）
每台年产量=0.3014×16×306=1475.65kg/（台.h）=1.48t/（台.h）
40/44D：
P定2=Ps2×Ks=0.6552×92%=0.6028kg/（台.h）
每台年产量=0.6028×16×306=2951.31kg/（台.h）=2.95t/（台.h）
夏秋茧时产定额产量：
20/22D：
P定3=Ps3×Ks=0.237×92%=0.218kg/（台.h）
每台年产量=0.218×16×306=1067.33kg/（台.h）=1.07t/（台.h）
40/44D：
P定4=Ps4×Ks=0.546×92%=0.5023kg/（台.h）
每台年产量=0.5023×16×306=2459.26kg/（台.h）=2.46t/（台.h）
3.计划停台率
为了保证机器正常运转，充分发挥机器生产效能，延长机器使用寿命，必须定期对机器进行检修工作，定期计划检修的项目包括大平车、小平车、状态修理等。
表—3制丝设备的计划停台率
项项目
周期与操作时间
大平车
小平车
计划停台率（%）
机别
周期（年）
操作时间（天）
周期（年）
操作天数（天）
联合剥选茧机
状态修理（不需要计划停台）
循环式煮茧机
状态修理（不需要计划停台）
立缫机
5~6
12
1
6
2.29~2.35
自动缫丝机
3~4
39
1
10
4.90~5.45
复摇机
5~6
8
1
4
1.53~1.57
取自动缫丝机计划停台率Ts=5.2%，复摇机Tf=1.55%
制丝厂的工作制度一般按双班制生产，每班工作8h，每天工作16h，每年以306天个工作日计算。
4.损耗率与制成率
春茧：
表—4
工序
工序损耗率（%）
累计制成率（%）
原料茧
100
混茧
L1=0
X1=100
剥茧
L2=2.25
X2=L1-L2=97.75
选茧
L3=5.55
X3=100-L1-L2-L3=92.2
煮茧
L4=茧层丝胶溶失率×茧层率=5.8%×52.21%=3.03
X4=100-L1-L2-L3-L4=89.17
缫丝
L5=51.51
X5=100-L1-L2-L3-L4-L5=37.66
夏秋茧：
表—5
工序
工序损耗率（%）
累计制成率（%）
原料茧
100
混茧
L1=0
X1=100
剥茧
L2=1.89
X2=L1-L2=98.11
选茧
L3=31.21
X3=100-L1-L2-L3=66.9
煮茧
L4=茧层丝胶溶失率×茧层率=5.8%×48.4%=2.81
X4=100-L1-L2-L3-L4=64.09
缫丝
L5=37.42
X5=100-L1-L2-L3-L4-L5=26.67
5、制定生产方案
设生产20/22D春茧天数为a天，40/44D春茧为b天,20/22D夏秋茧为c天，则40/44D夏秋茧为（306-a-b-c）天
由春茧:
夏秋茧用量比例为55%:
45%=11:
9得方程[（0.3276*16*a）+（0.6552*16*b）]*279.14%*9=[（0.273*16*c）+（0.546*16*
（306-a-b-c））]*418.23%*11①
由生丝规格中20/22D与40/44D比例为80%:
20%=4:
1列得方程：
[（0.3276*16*a）+（0.273*16*c）]=[（0.6552*16*b）+（0.546*16*
（306-a-b-c））]*4②
由生丝规格20/22D的茧量，取其春茧：
夏秋茧=11:
9
0.3276*16*a*9=11*0.273*16*c③
联立①②③三个方程可得：
a=136天b=32天
c=132天306-a-b-c=6天
从而可得各规格的丝量：
20/22D（春）丝量A1=P（定1）*16*a=0.3014*16*136=655.85kg/（台.年）
40/44D（春）丝量A2=P（定2）*16*b=0.6028*16*32=308.63kg/（台.年）
20/22D（夏秋）丝量A3=P（定3）*16*c=0.218*16*132=460.42kg/（台.年）
40/44D（夏秋）丝量A4=P（定4）*16*（306-a-b-c）=0.5023*16*6=48.22kg/（台.年）
则总缫丝量=655.85+308.63+460.42+48.22=1473.12kg/（台.年）
设自动缫丝机台数为X台，自动缫丝机计划计划停台率5%，计划年厂量200吨。
则X*总缫丝量*（1-计划停台率）=200*1000
X*1473.12*（1-5%）=200000
得X=143台
为方便设计，取150台缫丝机。
20/22D春茧量A1’=A1*毛折=655.85*279.14%=1830.74kg/（台.年）
40/44D春茧量A2’=A2*毛折=308.63*279.14%=861.51kg/（台.年）
20/22D夏秋茧量A3’=A3*毛折=460.42*418.23%=1925.62kg/（台.年）
40/44D夏秋茧量A4’=A4*毛折=48.22*418.23%=201.67kg/（台.年）
所以
20/22D全年春茧量=A1’*150=274611kg/年
40/44D全年春茧量=A2’*150=129226.5kg/年
20/22D全年夏秋茧量=A3’*150=288843kg/年
40/44D全年夏秋茧量=A4’*150=3025.05kg/年
全厂全年缫丝机春茧量=274611+129226.5=403837.5kg/年
全厂全年缫丝机夏秋茧量=288843+3025.05=291868.05kg/年
6、生丝及茧量设计
蚕蛹率=（1-茧层率）×上车率×回收系数（80%）
各项目年产量=茧量年产量*占茧量比例
损耗量+副产品合计=煮茧工序损耗率+缫丝工序损耗率
天产量=年产量/实用天数月产量=天产量*（306/12）
20/22D春茧的生丝及茧量设计表—6
类别
项目
春茧（136天）
占茧量比例（%）
一天产量
（kg/天）
一月产量
（kg/月）
一年产量
（kg/年）
下
脚
茧衣
2.20
44.42237
1132.77
6041.442
双宫
0.72
14.53823
370.7249
1977.199
黄斑
3.50
70.67195
1802.135
9611.385
穿头
0.75
15.14399
386.1717
2059.583
印头
4.20
84.80634
2162.562
11533.66
薄皮
0.07
1.413439
36.04269
192.2277
烂茧
0.13
2.624958
66.93643
356.9943
合计
11.57
233.6213
5957.342
31772.49
副
产
品
蚕蛹
33.81
682.691
17408.62
92845.98
长吐
8.33
168.1992
4289.081
22875.1
滞头
9.27
187.1797
4773.082
25456.44
合计
51.41
1038.07
26470.78
141177.5
生丝及茧量
生丝量
33.89
684.3064
17449.81
93065.67
损耗率
3.13
63.20091
1611.623
8595.324
茧量
100
2019.199
51489.56
274611
20/22D夏秋茧的生丝及茧量设计表—7
类别
项目
夏秋茧（132天）
占茧量比例（%）
一天产量
（kg/天）
一月产量
（kg/月）
一年产量
（kg/年）
下
脚
茧衣
1.42
31.0725
792.3489
4101.571
双宫
0.74
16.19271
412.9142
2137.438
黄斑
27.07
592.347
15104.85
78189.8
穿头
0.31
6.783434
172.9776
895.4133
印头
2.78
60.83209
1551.218
8029.835
薄皮
0.05
1.094102
27.89961
144.4215
烂茧
0.15
3.282307
83.69882
433.2645
合计
32.52
711.6041
18145.91
93931.74
副
产
品
蚕蛹
27.48
601.3186
15333.62
79374.06
长吐
12.80
280.0902
7142.3
36971.9
滞头
11.91
260.6152
6645.687
34401.2
合计
52.19
1142.024
29121.61
150747.2
生丝及茧量
生丝量
12
262.5845
6695.906
34661.16
损耗率
3.29
71.99193
1835.794
9502.935
茧量
100
2188.205
55799.22
288843
40/44D春茧的生丝及茧量设计表—8
类别
项目
春茧（32天）
占茧量比例（%）
一天产量
（kg/天）
一月产量
（kg/月）
一年产量
（kg/年）
下
脚
茧衣
2.20
88.84322
2265.502
2842.983
双宫
0.72
29.07596
741.437
930.4308
黄斑
3.50
141.3415
3604.208
4522.928
穿头
0.75
30.28746
772.3303
969.
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