Расчет барабанной сушилки для сушки песка

 кДж/кг сух. газ.

7. Действительный процесс сушки

Действительный  процесс сушки на I-d-диаграмме. От точки С вниз по диаграмме (при d=const) откладываем величину Iпот = 235 кДж/кг.сух.газ. пользуясь шкалой теплосодержаний на I-d -диаграмме, получим точку D.

Соединим точку D с точкой В — начала процесса сушки и получим линию, которая показывает, с каким средним изменением теплосодержания, влагосодержания и температур сушильного агента пойдет действительный процесс сушки (луч действительного процесса сушки).

Конечные параметры действительного процесса сушки нами установлены ранее принятой tк=1100. Линия пересечения луча действительного процесса сушки с линией tк =1100 даст точку Е — конца процесса сушки, для которой dк=215 г/кг.сух.газ.

                             Рис.3 I-d – диаграмма влажного воздуха

Действительный расход газов на сушку будет равен:

                                              кг сух. газ.                                      (48)     

          кг сух. газ.

Находим расход тепла на сушку:

                                      кДж/ч                                 (49)

где =898 кДж/кг  или по I-d –диаграмме для точки В", как для воздуха при = 800°;

 кДж/ч

 Расход тепла в топке                            

                                                      кДж/ч                                      (50)

             кДж/ч

Расход угля

                                                кг/ч                                                   (51)

 кг/ч

При установке двух форсунок на топку производительность каждой форсунки следует брать в пределах до 100 кг/ч.

Удельный расход тепла на сушку, отнесенный к 1 кг испаренной влаги, будет равен:                   

                               кДж/кг.испар.вл                  (52)

8. Тепловой баланс сушильного барабана

Таблица 4

9. Расход воздуха и объем отходящих газов

Количество воздуха, необходимое для горения:

                                                   м3/ч                                            (53)

 м3/ч

Количество воздуха, необходимое для разбавления дымовых газов в камере смешения:

                                              м3/ч                                    (54)

 м3/ч

         Определим объем отходящих газов при выходе из сушильного барабана:

                                                    м3/ч                                            (55)

Количество газов, выходящих из сушильного барабана, равно:

                                            кг/ч                           (56)

 кг/ч

Плотность отходящих газов при tух=110° определим по формуле

                                                    кг/м3                                            (57)

Парциальное давление водяного пара в отходящих газах определим по I-d –диаграмме. При конечных параметрах tк=1100  и  dк=215 г/кг сух. газ. п=29000 н/м2.

 кг/м3

Действительный объем влажных газов, уходящих из сушильного барабана при tк=1100  и  dк=215 г/кг сух. газ.

                                                    м3/ч                                            (58)

 м3/ч

Скорость газов при выходе из барабана

                                          м/сек                                   (59)

 м/сек

10.                        Аэродинамический расчет

      Подбор горелочного устройства. Для сжигания угля в топке сушильного барабана принимаем форсунку низкого давления системы.

   1.  № форсунки                                                       6

   2.  Типоразмер                                                        ОЭН-350

   3.  Расход по топливу                                             350 кг/ч

   4.  Диаметр входного воздушного патрубка        250 мм

   5.  Объемный расход воздуха, пропускаемого

        через форсунку                                                  2600 м3/ч

   6.  Объемный расход воздуха, необходимого

        для сжигания топлива                                       4325       

Первичный воздух (около  60 - 70 %) подводится к патрубку кожуха форсунки, вторичный поступает в топку через фронтовой регистр за счет разрежения в топке и эжектирующего действия форсунки. Амбразура   фор- сунки. выполненная в виде конуса во фронтовой   стене топки, служит для улучшения зажигания и повышения устойчивости процесса горения.   Предпочтительно весь  воздух, необходимый для горения, подавать как первичный со скоростью 50—80 м/с. Подогрев его возможен до 300 °С. Коэффициент избытка воздуха 1,2. Воздух поступает  от вентилятора с давлением 25—100 Па.

Подбор вентилятора и дымососа

Определяем объемный расход воздуха, необходимого для горения угля:

                                                   м3/ч                                           (60)

 м3/ч

Подача воздуха вентилятором при температуре воздуха t0=20°С (летние условия работы)

                                                 м3/ч                                          (61)

       м3/ч

         Вентилятор подбирают в зависимости от требуемых подачи и создаваемого давления, необходимого для преодоления сопротивлений воздушного тракта с целью нор­мальной работы форсунки.

Принимаем полное давление, развиваемое вентилято­ром при плотности воздуха =1,2 кг/м3; =2500 Па. По номограмме  выбираем   центробежный

вентилятор высокого давления Ц8-18 № 8, имеющего следующие характеристики:   к. п. д.   в=0,58  и   угловая   скорость   =125рад/с

              Приняв к.п.д. привода для вентилятора, соединенного  с двигателем при помощи эластичной муфты =0,98

             Определяем мощность на валу электродви­гателя

                                         кВт.                                     (62)

      кВт.               

Установочная мощность  электродвигателя с  учетом запаса равна:

                                                      кВт.                                              (63)

где К-коэффициент запаса мощности электродвигателя на пусковой момент, который принимают в зависимости от мощности на валу  кВт. при =2,28 кВт; =1,1

                                            кВт.                                          

Электродвигатели выбирают преимущественно короткозамкнутые, асинхронные.

С целью понижения температуры дымовых   газов, а также интенсивного перемешивания их с воздухом и предохранения загрузочной течки от быстрого перегорания воздух подают специальным вентилятором в подсводовое пространство смесительной камеры.

 Определяем объемный расход холодного воздуха, необходимого для разбавления дымовых газов в камере смешивания.

                                                  м3/ч                                         (64)

м3/ч

С учетом температурной поправки:

                                                 м3/ч                                            (64)

 м3/ч

         Для подачи воздуха на смешивание достаточно установки вентилятора низкого давления до =1000 Па

По номограмме графической характеристики центробежных вентиляторов  подбираем вентилятор № 4: к.п.д. в=0,64; =142 рад/с.

         Вентилятор соединяют с электродвигателем с помощью муфты, что требует соответствия частоты вращения его и двигателя. К.п.д. привода       п =0,98. Мощ­ность на  валу электродвигателя равна:

              кВт                  (65)

Установочная мощность двигателя составит

                                        кВт                                (66)

         где К-коэффициент запаса мощности на пусковой момент,  равный 1,15

Принимаем к установке электродвигатель серии мощностью 3 кВт, w= 148,6 рад/с.

Определяем действительный объемный расход влажных отходящих газов при выходе из сушильного барабана по формуле

                                                                                                              (67)

где Gсм-расход газов по массе, выходящих из сушильного барабана

                                      кг/ч                                   (68)

                                 кг/ч

При =1100C плотность уходящих дымовых газов составит:

                                                                                          (69)

      По I-d-диаграмме при =1000C и dк=290 на 1 кг сухих  газов парциальное давление водяного пара в отходящих газах составит            водяного пара

                                                  Рп=29000 Па

Тогда

кг/м3

Следовательно

м3/с

         Сопротивление   барабанной   сушилки сущ прини­мают 100—200 Па при скорости газа  газ=1,7….2  м/с  и коэффициенте заполнения =15…20%.  Наибольшее со­противление движению газового потока оказывает бата­рейный циклон для очистки от пыли отходящих   газов. Подбираем батарейный циклон с элементами диаметром D=150 мм, коэффициент  гидравлического   сопротивле­ния элемента =90. Исходя из технико-экономических соображений, а также из требований надежности работы батарейных циклонов принимают гидравлическое со­противление батарейного циклона из соотношения   (от­ношение перепада давления в циклоне к плотности газа) =550...750. Принимаем  =600.

            Пропускную способность через одни элемент цикло­на по запыленному газу определяем по формуле

                                                                                         (70)

        Требуемое количество элементов циклона составит

                                                                                  (71)

Гидравлическое сопротивление циклона

                                      Па                              (72)

           Начальная запыленность газа, поступающего в батарейный        циклон, допускается    до   100 г/м3.   К.п.д.   батарейного    циклона    зависит

от фракционного состава пыли среднем колеблется от 78 до 95%. Скорость газов на ходе из барабана

                                                                                           (73)

м/с

Скорость газов в цилиндрической части циклона элемента определяем по формуле:

                                                                                                  (74)

м/с

           Общее аэродинамическое сопротивление, которое  должен преодолеть дымосос, складывается из следующих сопротивлений:

            Газоходов от топки до входа в сушильный барабан      100 Па

            Барабанной сушилки                                                         200

            Выходной газовой камеры от конца бараба­на

            до выходного патрубка циклона                                       50

  Батарейного   циклона                                                       504

Полное сопротивление сушильной установки составит с.у.=854 Па

Обычно газы отсасываются   вентилятором    среднего давления, подачу которого рассчитывают из условий обеспечения скорости газов по массе   в сечении   барабана  2-3 кг/(с-м2) с учетом подсосов  по  газовому тракту размере 50-70 %

    Подача дымососа с учетом подсосов воздуха в размере  50% составит

                                       м3/ч                         (75)

             При подборе дымососа следует учитывать запас давления примерно до 40% к общей сумме аэродинамических сопротивлении. Соответственно

                                                    Па                             (76)

             В качестве дымососа можно использовать обычный центробежный вентилятор    среднего     давления.     Так    как   характеристи­ки  для подбора

вентиляторов составлены для  нормаль­ных условий при То =273+ 20=293° К, то

                         Па                         (77)

         По этим данным (Vдым=30000 м3/ч и Р0=1520 Па) подбираем центробежный вентилятор к.п.д.  в=0,63;  = 87 рад/с.

          Мощность электродвигателя вентилятора:

               кВт               (78)

          где п- к.п.д. передачи при помощи эластичной муфты, равный 0,98. Установочная мощность двигателя при коэффициенте запаса мощности К=1,1 равна:

                                       кВт                                     (78)

Принимаем к установке двигатель с мощностью N=11 кВт.

          Вращающиеся барабанные сушилки обычно работа­ют под небольшим отрицательным давлением (50-250 Па), чтобы предотвратить выход в цех запыленных вредных топочных газов. Слишком большой подсос воз­духа снизит температуру сушки, поэтому стремятся за счет уплотнений (лабиринтных радиальных и торцовых) снизить подсос воздуха до минимального предела. 

11.                                                                                                                  Материальный баланс процесса сушки

Таблица 5 – материальный баланс процесса сушки

Библиографический список

1.  Белопольский М.С. Сушка керамических суспензий в распылительных су­шилках / М.С. Белопольский - М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1972.-126 с.

2.  Левченко П.В. Расчеты печей и сушилок силикатной промышленности: учеб. пособие для вузов /П.В. Левченко. - М.: Высш. школа, 1968. - 367 с.

3.  Мазуров Д.Я. Теплотехническое оборудование заводов вяжущих материа­лов: учебник для техникумов / Д.Я. Мазуров. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1982. - 288 с.

4.  Никифорова Н.М Основы проектирования тепловых установок при произ­водстве строительных материалов: учебник для техникумов / Н.М. Никифорова. - М.: Высш. школа, 1974. - 144 с.

5.  Мамыкин П.С. Печи и сушила огнеупорных заводов: учебник для техни­кумов / П.С. Мамыкин, П.В. Левченко, К.К. Стрелов. - Свердловск: ГНТИ, 1963. -472 с.

6.  Роговой М.И. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию пред­приятий промышленности строительных материалов: учеб. пособие для техни­кумов / М.И. Роговой, М.Н. Кондакова, М.Н. Сагановский. - М.: Высш. школа, 1975.-320 с.

7.  Роговой М.И. Теплотехническое оборудование керамических заводов: учебник для техникумов /М.И. Роговой. - М.: Стройиздат, 1983. - 367 с.

8.  Справочник по производству строительной керамики / под ред. М.О. Юш­кевича. - М.: Стройиздат. - Т. 1, 1961. - 464 с.

9.  Справочник по производству строительной керамики / под ред. Д.Н. Полу-бояринова, В.Л. Балкевича. - М: Стройиздат. - Т.2, 1961. - 640 с.

10. Перегудов В.В. Тепловые процессы и установки в технологии строитель­ных изделий и деталей: учебник для вузов / В.В. Перегудов, М.И. Роговой. - М.: Стройиздат, 1983.-416 с.

11. Баренбойм А.М. Тепловые расчеты сушилок и печей силикатной про­мышленности: учеб. пособие для вузов / A.M. Баренбойм, Т.М, Галиева, Д. Б. Гинзбург [и др]; под ред. Д.Б. Гишбурга, В.Н. Зимина. - М.: Изд-во лит-ры по строительству, 1964. - 496 с.

     12. СТО ИрГТУ 05-2006. Оформление курсовых и дипломных проектов. -Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2006.

Страницы: 1, 2