Роговой М.И., Кондакова М.Н., Сагановский М.Н. Расчеты и задачи по теплотехническому оборудованию предприятий промышленности строительных материалов
Подождите немного. Документ загружается.
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/м
3
•
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
4V
CM
V
газ
=
----'=---
3600лD~
(1
-~)
4·20000
~---------1
7
М/С
3600·3,14·2,22
(1-
0,15)
-,
,
Скорость
газов
в
цилиндрической
части
циклонного
элемента
определяем
по
формуле
V
2l1P
V 2·504
v =
--
~
=3,65
М/С.
~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-
на
до
выходного
патрубка
циклона
50 »
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·
м
2
)
С
учетом
подсосав по
газовому
тракту
в
размере
50-70%
[51].
Подача
дымососа
с
учетом
подсосов воздуха
в
разме
ре
50
%
составит
v
V
ДЫМ
= V
см·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
АР
с
.
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
Т
о
=273+20=293
0
К, то
273 +
t
гаэ
273
+
100
АР
=
АР
к
=
1195
1520
Па.
о с
у
273
+
10
273
+
20
По
этим
данным
(V
дьш
=ЗОООО
м
3
/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:
N
_
УдымАР
о
дв-
3600·
1000118
11п
30000·1520
--------=20'4
кВт.
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:
N
YCT
= N
AB
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
=
55
0
С.
Средняя
температура
газов
в
трубе
100+
55
t
ep
= 2 = 74,50
С.
101
Средняя
плотность
смеси
газов
р~~З
=0,658
кг/м
3
,
окру
жающего
воздуха
воз
1,29
Pt
=
---.::....:..:::..-
=
1,2
кг/м
8
•
20
1-+--
, 273
Плотность
газов
при давлении
101,3
кПа
и
t=
1000
С
со
ставляет
ро=0,95
кг/м
3
.
Находим
диаметр
устья
трубы,
принимая
скорость
Vo
у=4
м/с:
<-
_
1/
!
V
одым
_
"'
( 30000
-1
26
D
y
-
V
3600.0,785иоу
- V 3600.0,785.4
-,
М.
Принимаем
D
y
=
1,3
м,
тогда
30000
v =
=8м/с.
У
3600·0,785·1,3
Диаметр
основания
трубы
D
оси
=
1 ,5D
y
=
1,5·1,3
= 1,95
м.
Средний
диаметр
1,3
+ 1,95
D
cp
= = 1,62
м.
2
Средняя
скорость
газов
в
трубе
30000
v = = 6 4
м/с.
ср
3600.0,785.1,62 '
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
санитар но-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
п
г
=
=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,
W
m
=40%.
Относительная
влажность
порошка,
выгружаемого
из
распылительной
сушилки,
W п=
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
N
cM
=3;
эксплуатационных
часов
в
смену
Тем=8
ч;
» »
в
сутки
Тем=24
ч;
рабочих
дней
в
неделю
N
дн
=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/м
3
•
Размеры
керамического
камня
(ГОСТ
6328-55)
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)
t
2
=80°
С.
Температура
наружного
воздуха
t
o
=-10°
С.
Относительная
влажность
наружного
воздуха
'РО=
=60%.
Влагосодержание
наружного
воздуха
d
o
=5
г
на
1
кг
сухого
воздуха.
2.
Расчет
материального
баланса
процесса
сушки
Часовая
производительность
завода по
условному
кирпичу
25000000
П
q
=
50.7.24.0,95
= 3130
штlч.
(VI.2)
Объем
одного
условного
кирпича
размерами
250Х
Х120Х65
мм
(ГОСТ
530-71)
равен:
104
Объем
одного
керамического
камня
(ГОСТ
6328-55)
равен:
V
K
•
M
= 0,25·0,12·0,138 = 0,00414
м
8
,
Определяем
переводной
эквивалент
в
условный
кир
пич
для
керамического
камня:
0,00414
К
э
=
=2,07.
0,002
Часовая
производительность
предприятия
по
керами
ческим
камням
,
П
q
3130
П
q
=-=-=
1510
шт/ч.
К
э
2,07
Часовое
количество
по
массе:
обожженной
продукции
,
(Кп)
(
25)
Оq=П
q
V
K
•
M
'\''1
1-100
= 1510·0,00414·1800
1-100
=
8470
кгlч;
-
абсолютно
сухого
сырца
о'
=
__
а~ч
__
Ч
п. п. п.
1---
100
8470
5
1--
100
=
~920
кг/ч;
абсолютно
сухого
материала,
поступающего
в
распыли
тельную
сушилку
с
учетом
уносов:
o~
0'=---
Ч
1-
gуи
100
8920
1
1-100
=
9000
кг/ч;
порошка,
подлежащего
получению
из
распылительной
сушилки:
о'
оп
=_--=-Ч_
1-
W
П
100
8920
---
= 10000
кгlч;
II
1--
100
порошка,
подлежащего
сушке
с
учетом
уносов:
10000
1
1--
100
=
10
100
кг/ч;
105
шликера,
подлежащего
сушке
в
распылительной
су
шилке:
испаряемой
влаги
.
'-
~Gw
=
G
ш
-
G
п
= 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
Поступает
в
сушилку:
абсолютно
сухой
глины
влаги
(15000-9000)
Итого
•
I
ч~~:~·11
Расходные
статьи
кгjч
Выгружается
из
сушил-
ки
абсолютно
сухой
9000
глины
. .
...
6000
.Унос с
дымовыми
газа
ми
(10100-10000) .
Остаточная
влага
в по-
15000
рошке
(10000-8920)
Испаряется
влаги
Коли
чество,
кгjч
8920
100
1080
4900
Итого
• • • . 15000
3.
Подбор
сушилок
и
определение
их
количества
Требуемый
рабочий
объем
сушильных
камер
V
TP
оп
ределяют
по
формуле
~Gw
V
Tp
=
--.
R
wv
(VI.3)
где
R
wv
-
объемное
напряжение
сушилки
по
испаряемой
влаге,
кг/
(мЗ,ч)
1(
установке
принимаем
сушилки
минского
типа
с
об
шим
объемом
сушильной
башни
700
м
3
•
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
R = - = 7 7
кг/(м
3
,ч)
wv
700'
,
Указанное
напряжение
принимаем
в
качестве
расчет
ного.
Тогда
4900
V
тр
= - =
640
м
3
•
7,7
(
Принимаем
к
установке
одну
распылительную
сушил
ку
минского
типа.
Резерв
ее
рабочего
объема
составляет
700-640
640
100
=
9.5%.
4.
Расчет
горения
топлива
в
качестве
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
I
со.
I
СН,
I
с.
Н
.!
СвН,
\
С,н"
I N. I
c~~~!~:,
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
I
37330
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
..
состав
топлива,
да
на
воздуха,
u
реакция
гореиия
100
м'
га-
СО.
Н.О
О.
N.
всего
м'
::11!
%
по
объему
за,
МЗ
1
2
3
4
5 6
7
8 9
10
1
СН
4
-94,23
СН.+20
2
=
С0
2
+
188,46
94,23
188,46
-
-
282,69
-
+2Н
2
О
2
С
2
Н
6
-3,12
С
2
Н
6
+3,50
2
=
10,92
6,24
9,36
-
-
15,60 -
\
=2С0
2
+3Н
2
О
3
С
э
Н
s
-О,89
С
э
Н
s
+50
2
=3С0
2
+
4,45
2,67
3,56
-
-
6,23
-
+4Н
2
О
4
C.H
1O
-O,49
C
4
H
1O
+6,50
2
=
3,19
1,96
2,45
,,-
-
4,41
-
=4С0
2
+5Н
2
О
5
С0
2
т'-С0
2тт
С0
2т
.-С0
2д
-
0,27
-
-
-
0,27
-
6
N
2
т.-N
2д
N
2т
.-N
2д
-
- -
-
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
N
2
с
воздухом
при
а
=
1:
.
207,02(79:21)=78
.
.,.
-
-
-
-
780
780
987,02
9
Вовлекается
а=l:
Н
2
О
с
воздухом
при
987,02·1,293·5
7,9
7,9
.......
-
-
-
-
-
1000·0,805
,
10
р
Продолжение
табл.
VI5
;
Ход
расчета
Расход
I
Состав
и
количеств~-~;~ов
горения.
м'
15.
кислорода
Расход
воздуха,
M
J
t
еостав
топлива.
на
100
м'
:!I!
%
ПО
объему
реакция
горения
газа.
м
з
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
~
22
2
3
Состав
дымовых
газов,
u/o,
при
Расчет
для
а=I,6
Расход
02: 207,02·1,6=332,02
Вовлекается
N
2
:
780·1,6 .
Вовлекается
Н
2
О
с
воздухом:
(332,02+
1250) I
,293·5
1000·0,805
а=1
Количество
продуктов
горения
.
Состав
продуктов
горения,
%,
при
а=I,6
Расчет
для
а=1,7
Расход
02: 207,02·1,7=352,02
Вовлекается
N
2
:
780-1,7 .
Вовлекается
Н
2
О
с
воздухом
(352,02 + -1325)1,293-5
1000-0,805
Количество
продуктов
горения
.
Состав
продуктов
горения,
%,
при
а=I,7
..........
.
Удельная
масса
продуктов
горения
.
4
332,02
352,02
СО,
5
9,6
105,37
6,2
11 105,37
5,9
1,997
Н.О
6
19,35
12,2
216,03
12,7
13,5
217,33
12,1
0,805
О.
7
125
125
7,4
145
145
8,1
1,43
N.
8
71,05
1250
1251
72,7
1325
1326
73,9
1,25
всего
9
100
125
1250
12,2
1697,4
100
145
1325
13,5
17.93,7
100
10
1594,22
1690,52
1,293