4 Расчет количества устанавливаемого основного и вспомогательного оборудования

Расчет вместимости массных бассейнов ведется исходя из времени запаса в них массы и ее концентрации.

Выбор мешальных устройств осуществляется в зависимости от вместимости бассейна:

,

где V – объем бассейна, м³;

0,88 – содержание абсолютно сухого волокна, т, в 1 т воздушно-сухой целлюлозе;

G – расход воздушно-сухого волокна, поступающего в бассейн, т/ч;

G = 26,570 т/час;

k – коэффициент, учитывающий полноту заполнения бассейна; k = 0,8;

С – концентрация целлюлозной суспензии, %; С = 2 %;

τ – время хранения, час; τ = 3 часа;

ρ_см – плотность целлюлозной суспензии концентрацией С.

,

где ρ₁ – плотность целлюлозного волокна, ρ₁ = 1500 кг/м³;

ρ₂ – плотность воды или щелока при температуре хранения массы, кг/м³.

Принимаем ρ₂ = 0,98 кг/м³ при t = 70^оС.

= 30,96 кг/м³.

Отсюда

= 906,26 м³.

По таблице принимаем вертикальный массный бассейн со следующими техническими характеристиками:

- объем аппарата – 2000 м³;

- диаметр аппарата – 5,0 м;

- допускаемая концентрация волокнистой суспензии в бассейне – 4,5 %;

- температура – 5…90^оС;

- давление – гидростатическое;

- количество мешалок – 1 шт.;

- установленная мощность – 330 кВт*ч.

Таблица 8 - Основное оборудование

Наименование и назначение оборудования	Тип	Техническая характеристика	Количество
Ленточный (столовый) фильтр	«Chemi-Washer»	Производительность – 700 т в.с.в/сутки Длина – 20 м Ширина – 6 м Мощность – 132,0 кВт	1
Массный бассейн	Вертикальный	Объем – 2000 м^3 Диаметр – 5,0м Концентрация – до 4,5 % Температура – 5…90^оС Давление – гидростатическое Мощность – 330 кВт*ч	1

Расчет вспомогательного оборудования.

По полученным данным выбираю из таблицы перемешивающее устройство УПВ – 51:

- предельная концентрация – 5,0 %;

- мощность эл/двигателя – 132 кВт;

- частота вращения – 2,0 с^-1;

- диаметр винтовой мешалки – 1800 мм.

Для правильного выбора насоса рассчитываю производительность (подачу) насоса Q, м³/мин. и его напор Н, м.

,

где В – количество воды или фильтрата, поступающей к насосу на этой стадии производства, на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, л; В = 8 м³/т = 8000 л/т;

Q_сут – суточная производительность потока по воздушно-сухой целлюлозе, т/сут.; Q_сут = 637,68 т/сут.;

с – концентрация целлюлозной суспензии, %; с = 2 %;

k – коэффициент запаса производительности; k = 0,9;

ρ_см – плотность целлюлозной суспензии концентрацией с; ρ_см = 30,96 кг/м³.

= 5149,22 л/мин = 5,15 м³/мин = 85,8 л/сек.

Напор рассчитываю по упрощенной формуле:

Н = h * k,

где h – необходимая высота, на которую перекачивается жидкость, h = 3 м;

k – коэффициент запаса, учитывающий потери напора при трении, на изгибах, в колене и т.д.; k = 1,3.

Н = 3 * 1,3 = 3,9 м.

После определения подачи и напора по каталогу выбираю марку насоса, необходимого для перекачки воды и фильтрата. Т.к. плотность фильтрата незначительно больше плотности воды, а объем перекачиваемой жидкости на всех ступенях одинаков, то выбираю одинаковые насосы по одному на каждую ступень с учетом запаса по параметрам:

В данном случае подходит насос фирмы «Ahlstrom Ahlstar» : АРР 31:

- производительность – 140…1000 т/сутки;

- напор – до 25 м;

- подача Q – 20…150 л/сек.;

Так как мощность электропривода насоса не обозначена в справочных данных, ее необходимо рассчитать по формуле:

,

где Q – объемная производительность (подача) насоса, Q = 5,15 м³/мин;

ρ – плотность жидкости, ρ = 0,98 кг/м³;

g – ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с²;

Н – полный напор жидкости, Н = 3,9 м;

η – КПД насоса, η = 0,6.

Отсюда

= 5,36 кВт

С запасом на возможные перегрузки двигатель к насосу устанавливается несколько большей мощности N_уст, чем потребляемая мощность:

N_уст = β*N,

где β – коэффициент запаса мощности, β = 1,2…1,4. Возьмем по максимуму.

N_уст = 1,4 * 5,36 = 7,50 кВт.

Полученные данные по вспомогательному оборудованию фиксирую в сводной таблице:

Таблица 9 - Вспомогательное оборудование

Наименование и назначение оборудования	Тип	Техническая характеристика	Количество
Перемешивающее устройство	УПВ-51	Предельная концентрация –5,0 % Мощность эл/двигателя – 132 кВт Частота вращения – 2,0 с^-1 Диаметр мешалки – 1800 мм	1
Насос на промежуточных ступенях промывки	«Ahlstrom Ahlstar» : АРР 31	Производительность – 140…1000 т/сутки; Напор – до 25 м; Подача Q – 20…150 л/сек.; Мощность эл/двигателя–7,50 кВт	5