Роговой_задачи

Подставляя		числовые		значения		в формулу		(VI.1) ,
получаем:
Qп	=		3,6·99 (267 - 25)		= 299870 кДж/ч.
		1	0,014	0,04	1
		150 + 58,2 +0,20 + 12
Затем, суммируя числовые					значения		QM и	Qп, по-
лучаем:					1!7al'~		)
					(/;.	...t } ":,,.../
	};Q =		1 139250 +299870 = 1 143120 кДж/ч.

Так как часть теплоты теряется, то энтальпия I~8З в конце процесса будет меньше энтальпии I~аз газов в на­ чале процесса сушки, т. е /~аз> I~аз. Находим величину

уменьшения энтальпци АЫМОВЫХ газов:

		{ЦУIZr..-	I
Щ		1 [43120	~
lпот = -- =		11 429	= 100 кДж на	1 кг сухих газов.
атеор
газ
Откладываем	на I-d-диаграмме			значение /пот=

= 100 кДж на 1 кг сухих газов от точки СО вертикально

вниз и получаем	точку D, которую соединяем с точ­
кой В. Линия BD	показывает направление линии дейст­

вительного процесса сушки с учетом тепловых потерь.

Линия пересечения луча действительного процесса суш­

ки с линией t~аз = 1000 С дает точку С - конца процесса

сушки. При заданной конечной температуре процесса tl\= 1000 С весь процесс в действительной сушилке вы­ разится линией ВС. Следовательно, процесс пойдет по

более крутой линии, и конечная точка переместится по вертикали вниз от точки С до точки D на величину, рав­ ную потере теплО1 ы, отнесенной к 1 кг сухого газа, про­ ходящего через сушилку. Притом энта.'IЬПИЯ уменьшает­

ся при постоянном влагосодержании, поскольку потери

теплоты снижают температуру газов. Определяем на I-d-диаграмме конечное влагосодержание газов для

точки С: dl\=290 г на 1 кг сухих газов. Действительный

расход 1'азов по массе на сушку составит

1000W	1000·3270		кг сухих газов в 1 Ч.
Gгаз = ---	=	= 13074
dK - dп	290 -	33,9
Определяем количество		теплоты на сушку по формуле

Qc = Gгаз ( 1: -/0) - 4,2Wt: '

90

где 1~= 830 кДж на

1 кг сухих газов -

энтальпия

смеси газов с

воздухом без

учета

энтальпии водяных паров продуктов горения

топлива или

на I-d-диаграмме для точки

В" как для

воздуха при

tв оад = 800 ос

и d o=

10,6 г

на

1 кг сухого

воздуха

[35].

Тогда

Qc = 13074 (830 -

38) -

4,2·3270·10 = 11 106300 кДж/ч.

Приняв к. п. д.

топки

'11т =0,9,

определим

количество

подводимой теплоты в топку:

Qc

=

11106300

= 12340000 кДж/ч,

QT = -

0,9

'l'JT

(

или тепловая мощность топки

Ф =

12340000·1000

= 3423 кВт.

3600

Расход топлива по массе составляет

т

QT

12340000

= 307 кг/ч

т

= - =

40107

Q~

.

7. Материальный и тепловой балансы сушильного

барабана

При установившемся процессе сушки количество вла­

ги, поступающей в сушильный барабан с материалом и дымовыми топочными газами, должно быть равно коли­

честву влаги, остающейся в материале, и влаги, ушедшей с дымовыми газами (баланс влаги) на 1 ч работы сушилки (табл. VI 1 и VI .2).

Малая величина потерянной теплоты в окружаюIПУЮ среду (2,4%) объясняется применением тепловой изоля­ ции. Проверим констр~ктивные размеры сушильного ба­

рабана.

Находим объем сушильного барабана:

ф

VбаР=Кб а М

V ср

где Кбкоэффициент, учитывающий долю объема барабана, заня­

того насадками и винтовыми направляющими (Кб= 1,1 ..

.1,2) ;

Ф - тепловой поток, передаваемый от газов к материалу и рас­

ходуемый на испарение влаги и нагрев материала

Ф = (2493 + 1.97t~аз - 4,2t~) 0,278W +0,278Qи,

91

Т а б л и ц а

VI.l. Материальный баланс

Приходные

I(ОJIичество

11

Расходные

I(ОJIичесТ80

статьи

I

кгjч I %

статьи

кгjч

I %

Влажного

мате-

18270

Высушенного

ма-

риала по массе .

57,6

териала по

мас-

15000

47,3

Сухих

дымовых

се .

13074

41,2

газов

Отходящих

газов

Водяных

паров

в

с

водяными

па·

16800

52,9

рами

газах:

-59

-0,2

_(9НР +WP

+

Невязка баланса .

ОВ п-

100

+ Lo(Хобщdо))mт=

1,

=

(9'10 5·1

8

"+

100

+10,47·2,985Х

ХО,0106 ) ·307

397

1,2

Итого

31 741

I 100

Ито го

31 741

I

100

где

Q.. -

количество теплоты,

расходуемой

на

нагрев сушимого

материала:

Q.. = а2С.. (

t~ -t:).

где

СМ -

удельная

теплоемкость высушенного материала при ко­

нечной

влажности 002=5%

[кДжj(кг.ОС)];

СМ = Се

100-002

4.2002

9

100-5 +

100

+ 100

= О. 21

100

4.2·5

+100 =1.085 кДж/(кг·ОС).

Тогда

QM = 15000'1,085 (8010) = 1 139250 кДж/ч.

Таким образом, полезный тепловой поток на сушку со­

ставит

Ф = (2493 + 1,97·100- 4,2·100) 0,278·3270 +0,278·1 139250 z:

= 3622600 Вт = 3622,6 кВт.

92

Т а б л и Ц а VI.2. Тепловой баJlанс сушильного барлбана

						Кonичеетво теплоты
		ЛРИХОДllые	статьи					lIа 1 кг ис-
						общее. кДж/ч		паренной			%
								влаг!!.
								кДж
		сгорания топлива:			12340000			3774			98
		,p=mT·Q~ =	307·40 107
		атмосферным возду-				---		-
		юм:
		QB = аобщL~[вmт=
	~,985. 10,64·26·307 ..					253500		78			2
			.
		В сег о		12593500				3852			100

:l

?

		Количество теплоты
	Расходные статьи		на 1 кг !!с-
		общее, кДж/ч	паренцоА	%
			влаги,
			кДж
	На нагрев глины Q" •	1 139250	348	9
	В окружающую среду Qn	299870	92	2,4
	На испарение и нагрев
	влаги материала:
	Qиcn=(249З+I,97t~аз -
	-4,2t:)W=(2493+1,97Х
	XI00-4,2.10)·3270 ..	8659000	2650	68,9

Сотходящими газами,

за нсключением тепло-
ты, уносимой испарив-
шейся влагой
Qух=(аобщL~+dV)mт[ух=
=(2,985. Щ64+0,62)307Х
Х126 •• . • .....	1228500	376		9,8
[УХ по [-t-диаграмме
при tyx =100°C
Потерянной в топке
Qтоп=mтQЕ(I-'I'Jrоп)=
=307.40107(1-0,9) • .	1234000	377		9,8
Невязка баланса . . .	+32880	+9		+0,1
;	12593500 I
Всего		3852		I 100

Определяем среднюю логарифмическую разность темпе­

ратур между газами и материалом в барабане для слу­ чая прямотока по формуле

8fмэкс - 8tмии

		М	•
	231g~
	•	8tмии
где Ммакс = t~аэ -		t~ = 800 -	10 = 7900 С;
Ммии = f~аз -	t:: = 100 -		80 = 200 С.
Тогда
79020
Мср =		790 = 2100 С.
2,31g 20			'-

Принимаем объемный коэффициент теплоотдачи, отне­ сенный к единице свободного объема барабана, не заня­ того перегородками и лопастями av=290 Втj(мЗ,ОС),

Объем барабана равен:

3622600	= 59,5 м	з
V бар = 290.210		.

Следовательно, полученные ранее размеры сушильного барабана Dбар=2,2 М И Lбар= 14 м оставляем. Эти раз­

меры соответствуют нормали.

8. Расчет удельного количества теплоты, топлива

и к. п. д. сушилки

Определяем удельный расход сухих газов на 1 кг ис­

_uаренной влаги:
1000	1000	1000
leM = ---	== - =	= 4кг.
~ dk-dн	MCMd	290-33,9

Удельное количество теплоты на 1 кг испаренной вла­

ги составит

Qтon	=	1 234 000.		кДж.
q = -		3270	= 371.3
u7			I

'Удельный расход топлива на 1 кг испаренной влаги со-

ставит

тт	370
Ь = - =--=0		09!кг	.
u7	3270 '

Э4

Тепловой к. п. д. барабанной сушилки равен:

Удельное количество теплоты на испарение 1 кг влаги

без учета потерь тепла в топке составит

АВ'	433
q' ~ -- т = 25 500·4,18 = 3630		кДж.
МС	О..

Количество газов, выходящих из топки на 1 кг испарений

влаги, равно:

АВ	410	= 2130 r = 2,13 кг.
'с.г = lCM АК = 4 7301000

9. Расчет частоты вращения и мощности привода сушильного барабана

Частоту вращения барабана определяем по формуле

n==	Lбар	,
	ат:D tg а

где а - коэффициент, зависящий от типа насадки и диаметра бара­ бана. Для подъемно-лопастной насадки и Dбар=2200 мм,

a=1,2

Принимаем угол на~лона барабана а= 30 (tg а ~ 0,052). Тогда

14

n = 1,2.2790.2,2.0,052 = 0,0365 об/с ~ 2,2 об/м;

что соответствует угловой скорости 0)=0,23 рад/с.

Мощность, необходимую на вращение барабана, опреде­

ляем по формуле А. П. Ворошилова:

N = 0,0013D~ap Lбар n 'l')Ри,

где '1')- коэффициент мощности для барабанов с лопастной насад­ кой при 15% заполнении, равный 0,053;

Ри - объемная насыпная масса глины в барабане при средней влажности (рп=1670 кг/м3).

Следовательно,

N = 0,OO13·2,2!!.14·2,2·0,053·1670 = 37,8кВт.

95

10. Аэродинамический расчет, подбор приборов

для сжигания топлива и вентиляционных устройств

>

Подбор горелочного устройства. Для сжигания мазу­

та в топке сушильного барабана принимаем мазутную

форсунку низкого давления системы Оргэнергонефть, ха­

рактеристика которой приведена ниже.

N~ форсунки . . . . . . . . . . .		6
Типоразмер.	........ .	ОЭН-350
Расход по топливу. . . . . . . . .		350	кг/ч
Диаметр входного	воздушного патрубка .	250	мм
Объемный расход	воздуха, пропускаемоro	2600
через форсунку . . . . . . . . . .				м3fч
То же, необходимого для сжигания топли-		4325
ва . . . . .	. . . .. :-....			»

Первичный воздух (около 60-70%) подводится к патрубку кожуха форсунки, вторичный поступает в топ­ ку 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 первич­

ный со скоростью 50-80 м/с. Подогрев его возможен до

300 ОС. Коэффициент избытка воздуха 1,2. Воздух посту­ пает от вентилятора с давлением 25-100 Па. Давление мазута 0,05-0,15 МПа. Форсунки экономичны. Обору­ дование простое. Для уменьшения вязкости мазута с

целью лучшего распыливания и облегчения его перека­ чивания необходимо предварительно подогреть в резер­

вуарах (до 70-100 ОС). При тонком распыливании во избежание засорения отверстий форсунок следует уста­ навливать фильтры для задержания механических при­ месеЙ.

Расчет форсунок обычно предусматривает определе­

ние проходных сечений для воздуха и выходных сечений

для мазута_ Скорость протекания мазута принимают

0,1-0,8 м/с. Для форсунок с массовым расходом до 500 кг/ч мазутопровод принимают диаметром 20-25 мм.

Для форсунок низкого давления диаметр выходного от­

верстия мазутного сопла во избежание засорения прини­ мают не менее 2,5 мм.

Форсунки воздушного распыливания СИСТеМЫ Орг­

энергонефть изготовляют С подпорной шайбой и завих­

рителем.

96

Подбор вентиляторов и дымососа. Определяем объ­

емный расход воздуха, необходимого для горения мазута:

V~оз = L~mT == 12,76·307 -= 3920м3fч,

I10дача воздуха вентилятором при температуре воздуха to=20 ос (летние условия работы)

V = Vs (/0 + 273)		= 3920·293 zz 4200 м3/ч
t	273	273	•

Вентилятор подбирают в зависимости от требуемых подачи и создаваемого давления, необходимого для пре­

одdления сопротивлений воздушного тракта с целью нор­

мальной работы форсунки.

I1ринимаем полное давление, развиваемое вентилято­

ром при плотности воздуха Рв= 1,2 KfJM 3: Pt =2500 Па.

I10 номограмме [27] выбираем центробежный вентиля­ тор 'высокого давления Ц8-18 N!? 8 (номограмма состав­

лева по данным нииет), имеющего следующие харак­

теристики: к. л. д. 1)в=0,58	и угловая скорость ф=
== ~25 рад/с. Приняв к. п. д.	привода для вентилятора,

соециненного с двигателем при помощи эластичной муф­

ты 1)n=0,98, определяем мощность на валу элеКТIЮДВИ­

гаТeJfЯ

N _	V,Pt	4200·2500	кВт.
Д8 -	3600.1 0001Jв If)q	-------- "'" 5,2
		3600·1000·0,58·0,98

Установочная мощность электродвигателя с учетом

запаса равна:

NYa'll=KN",.,

где /( - кОЭффициент запаса мощности электродвигателя на пуско­ вой момент, который принимают в зависимости от мощности на ва·

лу N1f,8, кВт. При NдD =5,2 кВт /(=1,1 [35]:

Nyc'll = 1,1.5,2 ... 5,72 кВт.

Электродвигатели выбирают преимущеетвеНН6 корот­

козамкнутые, асинхронные.

С целью понижения температуры дымовых газов, а

также интенсивного перемешивания их с воздухом и пре­

дохранения загрузочной течки от быстрого перегорания

воздух подают специальным вентилятором в подсводовое

пространство смесительной камеры. Определяем объем-

97

ный расход холодного воздуха, необходимого для раз­

бавления дымовых газов в камере смешивания:

"		,	,		3
Ув =	СХ'общ	Lomt -	Ув =	2,985·10,14·307 -	3920 = 5350 м	/ч.
С учетом температурной поправки
	/	" 273 + t~M		273 + 20
	Vt =	Ув	273	= 5350 273	= 5725 м3 /ч.

Для подачи воздуха на смешивание достаточно ус­

тановки вентцлятора низкого давления дО Р; = 1000 Па:

ПО номограмме графической характеристики центро­ бежных вентиляторов серии Ц9-57 [46] подбираем вен­ тилятор N!! 4: к. п. д. 1]в=0,64; 0)= 142 рад/с; общая мас­ са 73,5 кг.

Вентилятор соединяют с электродвигателем с по­ мощью муфты, что требует соответствия частоты враще­

ния его и двигателя. К. п. Д привода 1]п=0,98. Мощность

на валу электродвигателя равна:

У; Р;	5725·1000	кВт.
NДВ = ---'---'------------ =2'47
3600· 10001]в 1]п	3600·1000·0,64·0,98

Установочная мощность двигателя составит

NYCT = К Nдв = 1,15·2,47 = 2,8 кВт,

где К - коэффициент запаса мощности на пусковой момент, равный

1,15 [35].

Принимаем к установке электродвигатель серии А02, мощностью 3 кВт, w= 148,6 рад/с, типа А02-32-4.

Определяем действительный объемный расход влаж­ ных отходящих газов при выходе из сушильного бара­

бана по формуле

	асм
	Усм =-- ,
	Рсм
где ОСМ - расход	газов по массе, выходящих из		сушильного	бара­
бана;	+ О,ООldи) Gгаз + w= (I +0,001 ·33,9) Х
асм. = (l
	х 13 074 + 3270 =	16 800 кг/ ч
При t ~аз = 1000 С плотность		уходящих	дымовых	газов

составит

353-0,0013Рп

Рсм =

273 +t~аз

По l-d-диаграмме при t~аз = 1000 С и dK =290 г на 1 кг

сухих газов парциальное давление водяного пара в отхо­

дящих газах составит

РП = 31000 Па.

Тогда

Рем =	353-0,0013·31000		/	3
	273 + 100		= 0,84 кг м	.
Следовательно,
УеМ =	16800	м3 /ч=5,55 м3/с.
	0,84 =20000

Сопротивление барабанной сушилки I'lP суш прини­

мают 100-200 Па при скорости газа vгаз= 1,7...2 м/с и

коэффициенте заполнения ~= 15... 20%. Наибольшее со­

противление движению газового потока оказывает бага­

рейный циклон для очистки от пыли отходящих газов.

Подбираем батарейный циклон с элементами диаметром

D= 150 мм, коэффициент гидравлического сопротивле­ ния элемента ~=90. Исходя из технико-экономических соображений, а также из требований надежности рабо­

ты батарейных циклонов принимают гидравлическое со­ противление батарейного циклона из соотношения (от­ НQшение перепада давления в циклоне к плотности газа):

АР	Принимаем	АР
--=550.. 750.		-- =600.
P~		P~
Пропускную	способность	через один элемент цикло-

на по запьгленному газу определяем по формуле

Vэл = 1,IID2Vэл M

-- , . •

Рем ""

Требуемое количество Э.'Iементов циклона составит

УеМ

n = -- =

Vэл

Уем		5,55
---~--- ---=-~----
1, llD;л.. /_А_Р_,.		111.015	2	'1/	6ОО
V Рем""
		. ,		v 90
5,55	'1 f	90
= 1,11·0,152	V	600=86,7,

Принимаем тип секции ПС-8-88, количество элемен­ тов в секции n=88. Располагаем их в 8 рядов по ходу

7*

99