Роговой_задачи

газа (11 элементов в каждом ряду). Гидравлическое

сопротивление циклона составит

l1P.= 600рсм = 600·0,84 = 504 Па.

Начальная запыленность газа, поступающего в бата­ рейный циклон, допускается до 100 г/м3• К. п. д. батарей­

ного циклона зависит от фракционного состава пыли и в

среднем колеблется от 78 до 95 %. Скорость газов на вы­

ходе из барабана

4VCM		4·20000		7 М/С
Vгаз = ----'=--- ~---------1
3600лD~ (1 -~)		3600·3,14·2,22 (1- 0,15) - ,		,
Скорость газов в цилиндрической			части циклонного
элемента определяем по формуле
v =	--2l1P	~ V2·504	=3,65 М/С.
	V~PCM	90·0,84

Общее аэродинамическое сопротивление, KOToRoe

должен преодолеть дымосос, складывается из следуrq­

щих сопротивлений:

газоходов от топки до входа в сушильный

барабан . . . . ..		......		100 Па
барабанной сушилки . .	.	. . ,	.	200»
выходной газовой камеры от конца бараба-				50 »
на до выходного патрубка циклона
батарейного циклона . .	.	• • • .	. •	504»

Полное сопротивление сушильной установки составит

~Pcy=854 Па.

Обычно газы 01сасываются вентилятором среднего

давления, подачу КО10РОГО рассчитывают из условий обе­

спечения скорости газов по массе в сечении барабана

2-3 кг/(с· м2) С учетом подсосав по газовому тракту в

размере 50-70% [51].

Подача дымососа с учетом подсосов воздуха в разме­ ре 50 % составит v

VДЫМ = Vсм·1,5 = 20000·1,5 = 30000 м'lч.

При подборе дымососа следует учитывать запас дав­ ления примерно до 40 % к общей сумме аэродинамичес­

ких сопротивлений [28]. Соответственно

АРс.у = 854·1 ,4 -= 1195 Па,

100

В качестве дымососа можно использовать обычный центробежный вентилятор среднего давления (желатель­ но с охлаждением подшипников). Так как характеристи­

ки для подбора вентиляторов составлены для нормаль­

ных условий при То=273+20=2930 К, то

			гаэ	= 1195 273 + 100 1520 Па.
АР	о	= АР	273 +tк
			с у 273 +10	273 + 20

По этим данным (Vдьш=ЗОООО м3/ч и ~Po=1520 Па)

подбираем центробежный вентилятор типа Ц9-57 N!! 8

[27]: к. п. д. 1}в=0,63; @=87 рад/с. Исполнение второе,

завод-изготовитель «Сантехдеталь». ~orцHOCTb электродвигателя вентилятора:

	_		УдымАРо	30000·1520	кВт.
	Nдв-		3600· 1000118 11п	-------- =20'4
				3600.1000·0,63.0,98
где	tjn -	К п. д. передачи		при помощи эластичной муфты,		равный
0,98	Установочная мощность двигателя при коЭффициенте					запаса

мощности К=I,1 равна:

NYCT = NAB К 20,4·1,1 = 22,44 кВт.

Принимаем к установке двигатель серии А02-72-6,

N=22 кВт, cos q:>=0,9, @=101,56 рад/с. Дымосос и цик­

лон необходимо изолировать в том случае, если ожидает­

ся охлаждение газов в них ниже 70-75 ОС. Враrцаюrциеся барабанные сушилки обычно работа­

ют под небольшим отрицательным давлением (50-

250 Па)! чтобы предотвратить выход в цех запыленных

вредных топочных газов. Слишком большой подсос воз­

духа СlIИЗИТ температуру сушки, поэтому стремятся за

счет уплотнений (лабиринтных радиальных и торцовых)

снизить подсос воздуха до минимального предела.

11. Примерный расчет дымовой трубы

Выбираем кирпичную трубу. Температуру газов в YCTЬ~ трубы определим из условий понижения темпера­

туры по высоте М= 1,50 С на 1 м для кирпичной трубы и

2-30 С в металлических нефутерованных трубах:

{у = {ОСН - 3061 = 100 - 30·1,5 = 550 С.

Средняя температура газов в трубе

tep =	100+ 55	= 74,50 С.
	2

101

Средняя плотность смеси газов			р~~З =0,658 кг/м3, окру­
жающего воздуха
воз	=	1,29	1,2 кг/м8 •
Pt		---.::....:..:::..- =
		20

1-+--

, 273

Плотность газов при давлении 101,3 кПа и t= 1000 С со­

ставляет ро=0,95 кг/м3. Находим диаметр устья трубы, принимая скорость Vo у=4 м/с: <-

_ 1/!	Vодым
		_	"'(		30000 -1		26	М.
Dy - V	3600.0,785иоу	-	V	3600.0,785.4 - ,

Принимаем Dy = 1,3 м, тогда

30000

vУ = 3600·0,785·1,3 =8м/с.

Диаметр основания трубы

Dоси = 1,5Dy = 1,5·1,3 = 1,95 м.

Средний диаметр

Dcp = 1,3 + 1,95 = 1,62 м.

2

Средняя скорость газов в трубе

30000

vср = 3600.0,785.1,62 = 6 ' 4 м/с.

При искусственной тяге высоту дымовой трубы выби­

рают с учетом санитарно-гигиенических требований и

«Санитарных норм проектирования промышленных предприятий» (СН 245-63). Металлические трубы изго·

товляют высотой не более 30-40 м. При сжигании сер­

нистых топлив не следует применять металлические тру­

бы вследствие их износа от коррозии за 3-4 года. Сог­

ласно санитарно-техническим нормам, дымовую трубу

высотой 30 м допускают при суточном массовом расходе многозольного топлива до 5 т/ч. При работе на газе и ма­

зуте высота дымовых труб может быть уменьшена, но она должна быть больше высоты зданий, расположен­

ных вблизи сушильной или печной установки. Если в ра­ диусе 200 м от сушильной установки имеются здания вы­

сотой более 15 м, минимальную высоту трубы принима-

102

ют равной 45 м. В соответствии с требованиями пожар­ ной охраны минимальную высоту дымовой трубы прини­ мают не менее 16 м.

Кирпичные трубы выполняют высотой 30-70 м и ди­

аметром не менее 800 мм для сушильных и печных уста­

новок средней и большой производительности. Железо­ бетонные трубы выполняют высотой 80-150 м для теп­

ловых установок большой и сверхбольшой мощности. Кирпичные и железобетонные трубы являются дорогими сооружениями, поэтому одну трубу устанавливают на

2-4 агрегата. Скорость газов на выходе из трубы выби­ рают в пределах 12-20 м/с. При колебании расхода топ­ лива скорость в устье трубы не должна превышать 2-

6 м/с. При скорости меньше 2 м/с возможны нарушения

тяги трубы от воздействия ветра.

Принимаем к установке кирпичную дымовую трубу высотой ориентировочно Н=30 м. Прн естественной тяге

рассчнтывают необходимую высоту дымовой трубы и ее

диаметр. Расчетную скорость газов прн выходе из трубы выбирают при условии минимальных ее сопротивлений, значительно более низкой, чем при искусственной тяге, (в пределах 6-10 м/с и не менее 4 м/с во избежание «за­ дувания» трубы). Подробный расчет дымовой трубы при­

веден в работе [35].

§ 2. РАСЧЕТ РАСПЫЛИТЕЛЬНОR СУШИЛКИ ДЛЯ СУШКИ КЕРАМИЧЕСКОГО ШЛИКЕРА

3 а Д а н и е. Рассчитать	распылительную сушилку
для кирпичного завода	производительностью пг=

=25 млн. шт. условного кирпича в год, выпускающего

пустотелые керамические камни по ГОСТ 6328-55.

1. Исходные данные

Относительная влажность шликера, поступающего в распылительную сушилку, Wm =40%.

Относительная влажность порошка, выгружаемого из распылительной сушилки, Wп= 11 %.

Температура шликера, поступающего в распылитель­

ную сушилку, t~=20°C.

103

Температура 'порошка, выгружаемого из распылитель­

ной сушилки, t~ =70° С.

Унос порошка с отработанными газами, выбрасывае­ мыми из распылительной сушилки, gYH= 1%.

Число:

рабочих смен в сутки NcM =3;

эксплуатационных часов в смену Тем=8 ч;

»» в сутки Тем=24 ч;

рабочих дней в неделю Nдн=7 дней;

»недель в году Ин г= 50 нед.

Коэффидиент использования эксплуатационного вре­ мени (учитывающий внутрисменные простои) Кэ:в=О,95.

Пустотность керамических камней Кн=25%.

Объемная	масса керамического черепка )'ч=
= 1800 кг/м3•	керамического камня (ГОСТ 6328-55)
Размеры

250X120X138 мм.

Потери при прокаливании керамической шихты п.п.п.=5%.

Топливо - природный газ, поступающий из Москов­

ского газового кольца.

Температура отработанного теплоносителя (опытные данные) t2 =80° С.

Температура наружного воздуха to=-10° С.

Относительная влажность наружного воздуха 'РО=

=60%.

Влагосодержание наружного воздуха do=5 г на 1 кг

сухого воздуха.

2. Расчет материального баланса процесса сушки

Часовая производительность завода по условному

кирпичу

25000000	штlч.
Пq = 50.7.24.0,95 = 3130		(VI.2)
Объем одного условного кирпича	размерами	250Х

Х120Х65 мм (ГОСТ 530-71) равен:

104

Объем одного керамического камня (ГОСТ 6328-55)

равен:

VK •M = 0,25·0,12·0,138 = 0,00414 м8 ,

Определяем переводной эквивалент в условный кир­

пич для керамического камня:

0,00414 Кэ = 0,002 =2,07.

Часовая производительность предприятия по керами­

ческим камням

			,	Пq	3130
			Пq =-=-= 1510 шт/ч.
				Кэ	2,07
Часовое количество по массе: обожженной продукции
,	•	M '\''1	(Кп)		( 25)	= 8470 кгlч;
Оq=Пq	VK		1-100	= 1510·0,00414·1800 1-100

-абсолютно сухого сырца

	о' =	а~ч__	8470	= ~920 кг/ч;
	Ч	п. п. п.	5
		1 ---	1 --
		100	100

абсолютно сухого материала, поступающего в распыли­

тельную сушилку с учетом уносов:

o~	8920	= 9000 кг/ч;
0'= ---
Ч	1
1- gуи

100	1-100

порошка, подлежащего получению из распылительной

сушилки:

о'	8920	кгlч;
оп =_--=-Ч_	--- = 10000
1- WП	II
	1 --
100	100

порошка, подлежащего сушке с учетом уносов:

10000

= 10 100 кг/ч;

1

1 --

100

105

шликера, подлежащего сушке в распылительной су­

шилке:

испаряемой влаги

.

~Gw = Gш -

'-

Gп = 15000 - 10 100 = 4900 кгlч.

По рассчитанным данным составляем таблицу мате­

риального баланса (табл. VI.3).

т а б л и ц а VI.3. Материальный баланс процесса сушки

Приходные

статьи

ч~~:~·11

Расходные

статьи

чество,

Iкгjч

Коли­

кгjч

Поступает

в сушилку:

Выгружается

из

сушил-

абсолютно

сухой

9000

ки абсолютно

сухой

8920

глины

глины . . ...

влаги

(15000-9000)

6000

.Унос с дымовыми газа­

100

ми (10100-10000) .

Остаточная влага в по-

1080

Итого

•

15000

рошке (10000-8920)

Испаряется влаги

4900

15000

Итого

•

• • .

3. Подбор сушилок и определение их количества

Требуемый рабочий объем сушильных камер VTP оп­

ределяют по формуле

~Gw	(VI.3)
VTp = -- .
Rwv
где Rwv - объемное напряжение сушилки по	испаряемой влаге,

кг/ (мЗ,ч)

1( установке принимаем сушилки минского типа с об­ шим объемом сушильной башни 700 м3• который соответ­ ствует чертежу «Проекта башенной распылительной су­

шилки для получения керамического пресспорошка». раз­

работанного Минским комбинатом строительных мате­

риалов.

106

По данным В Л 6ильдюкевича [5], сушилка указан­

ного типа при опытном обезвоживании в ней каолина показала производительность по испаряемой влаге

5,4 т/ч, что соответствует объемному напряжению

5400

Rwv = - = 7 7 кг/(м3 ,ч)

700' ,

Указанное напряжение принимаем в качестве расчет­

ного. Тогда

4900

Vтр = - = 640 м3 •

7,7

( Принимаем к установке одну распылительную сушил­

ку минского типа. Резерв ее рабочего объема составляет

700-640

640100 = 9.5%.

4.Расчет горения топлива

вкачестве топлива используем природный газ Мос­

ковского газового кольца, являющиися смесью природ­

ных газов трех месторождении: Шебелинского, Красно­ дарского и Ставропольского.

Составы газов Ставропольского, Краснодарского и

Шебелинского месторождений принимаем по справоч­

ным данным [4, 26].

	Расчет смеси газов этих месторождений												приведен в
табл. VI.4.
	т а б л и Ц а		VI.4. Состав смеси природных горючих газов, %
Месторождення						Iсо. IСН, Iс.Н.! СвН, \					С,н"I N.				Ic~~~!~:,
Ставропольское						0,12	98,3	0,36	0,17		0,05		1		35900
Краснодарское						0,6	90,9	5	1,5		0,4		1,6		37800
Шебелннское						0,1	93,5	4	1		1		0,4		38300
Смесь		, .				0,27194,2з1з,12/ 0,891					0,49/		1	I37330

Расчет горения топлива имеет целью выявить началь­

ные параметры газовоздушной смеси, поступающей в ра­

бочую камеру сушилки, и приведен в табл. VI.5.

107

-~											т а б л и ц а VI.5.					Расчет горения газообразного топлива
111							Ход. расчета									Расход		Состав и количество										продуктов горения, м'
.:
8.																кислоро-																						Расход
	..u			состав топлива,												да на																						воздуха,
::11!				% по объему							реакция гореиия					100 м' га-		СО.				Н.О					О.					N.			всего			м'
																за, МЗ
	1		2									3				4		5	6								7				8			9				10
1				СН4 -94,23					СН.+202=С02+							188,46		94,23			188,46						-				-			282,69				-
2									+2Н2О							10,92		6,24			9,36						-				-			15,60				-
				С2Н6 -3,12					С2Н6+3,502=
3				\					=2С02+3Н2О							4,45		2,67			3,56						-				-			6,23				-
				СэНs -О,89					СэНs+502=3С02+
4				C.H 1O -O,49					+4Н2О							3,19		1,96			2,45						,,-				-			4,41				-
									C4H 1O +6,502=
5									=4С02+5Н2О							-		0,27			-						-				-			0,27				-
				С02т'-С02тт					С02т.-С02д
6				N2т.-N2д					N2т.-N2д							-		-			-						-				1			1				-
7									I			Итого		...		I 207,02		I 105,37			I 203,83				I		-			I	1			I 310,20			I	-
						р а с ч е т				для		а = 1				.
8				Вовлекается N2 с воздухом при а = 1:														-									-
9			207,02(79:21)=78									.		. , .		-					-										780			780				987,02
				Вовлекается			Н2О				с	воздухом		при
				а=l:
						987,02·1,293·5					.......					-		-			7,9						-				-			7,9				-
			1000·0,805																															,
10									р

Расход I

Продолжение

табл. VI5

;

Ход

расчета

Состав и количеств~-~;~ов горения. м'

15.

еостав топлива.

кислорода

Расход

t

на 100 м'

J

:!I!

% ПО объему

N.

воздуха,

реакция горения

газа. мз

СО,

Н.О

О.

всего

M

3

2

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

~ 22

Состав дымовых газов,					u/o, при		а=1	9,6		19,35		71,05	100
	Расчет для				а=I,6
Расход	02: 207,02·1,6=332,02							332,02			125	1250	125
Вовлекается		N2: 780·1,6 .											1250
Вовлекается Н2О с воздухом:
(332,02+ 1250) I ,293·5										12,2			12,2
	1000·0,805
Количество продуктов горения .								105,37		216,03	125	1251	1697,4	1594,22
Состав	продуктов			горения,		%,	при	6,2		12,7	7,4	72,7	100
а=I,6
	Расчет для				а=1,7
Расход	02:	207,02·1,7=352,02						352,02			145		145
Вовлекается N2 : 780-1,7 .												1325	1325
Вовлекается Н2			О с воздухом
(352,02 +			-1325)1,293-5							13,5			13,5
	1000-0,805
Количество продуктов горения .								11	105,37	217,33	145	1326	17.93,7	1690,52
Состав	продуктов			горения,		%,	при		5,9	12,1
а=I,7 .......... .											8,1	73,9	100
Удельная масса продуктов горения .									1,997	0,805	1,43	1,25		1,293