Оборудование, входящее в состав сушильной установки
 Скачать 315.32 Kb.
|
|
1.1 Оборудование, входящее в состав сушильной установки Сушилка БН 3,2-22 должна эксплуатироваться в комплекте со специальным оборудованием. К этому оборудованию относится: Печь для сжигания топлива и получения высокотемпературного теплоносителя, состоящая из топки и смесительной камеры. Пылеуловитель центробежный, типа, который, в случае использования в качестве топлива мазута или другого органического топлива, служит для улавливания огарковой пыли, находящейся в дымовом газе, полученном в печи, и для улавливания мелкокристаллической фазы продукта, уносимой теплоносителем из сушилки. Загрузочная и разгрузочная камеры (ЗК) и (РК), служащие для обеспечения загрузки и выгрузки продукта. Вентилятор, служит для подачи воздуха в топку и смесительную камеру. Вентилятор, обеспечивающий движение теплоносителя через установку. Бункер для высушенного материала. Моторно-редукторная группа, служащая для обеспечения вращения барабана сушилки (БС) и передвижения материала. Опорные станции – для монтажа аппарата и обеспечения его вращения. 1.2Описание работы сушильной установки Влажный материал из бункера с помощью ленточного конвейера подается во вращающийся сушильный барабан. Параллельно материалу в сушилку подается сушильный агент, образующийся от сгорания топлива в топке и смешения топочных газов с воздухом в смесительной камере. Воздух в топку и смесительную камеру подается вентилятором. Высушенный материал с противоположного конца сушильного аппарата поступает в бункер, а из него на транспортирующее устройство, а затем на конвейер с весами на погрузку и хранение. Отработанный сушильный агент перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне – пылеотделителе. Транспортировка сушильного агента через сушильную установку осуществляется с помощью вентилятора – дымососа. При этом установка находится под разряжением, что исключает утечку сушильного агента. 2 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ СУШИЛКИ 2.1 Описание существующей конструкции сушилки При производстве калийных удобрений на стадии сушки широко используются крупногабаритные барабанные сушилки типа БН 3,2-22. Постоянной тенденцией в процессе эксплуатации этих сушилок на производстве является дальнейшее повышение их производительности и снижение удельного энерго- и теплопотребления на тонну готового продукта. Главной частью данного аппарата является сварной барабан, расположенный под углом 3 градуса к горизонтальной плоскости, вращающийся при помощи передаточного механизма в виде венцовой шестерни, жестко закрепленной на барабане и шестерни привода, которая и передает вращение. На барабане свободно насажены два бандажа, каждый из которых служит опорой и узлом качения барабана и опорных роликов. Конструкция упорных станций предусматривают наличие опорных роликов, служащих для устранения возможности продольного сползания барабана. На выходе барабана установлена камера выгрузки, в которую поступает выходящий из сушилки продукт. В настоящее время эксплуатируются сушильные барабаны, снабженные следующей насадкой (со стороны загрузки): приемно-винтовая - 1,5 м, лопастная с прямыми радиальными лопастями - 19,0 м. На длине 1,5 м со стороны выгрузки насадки нет. Угол подъема приемно-винтовой насадки -60º. Насадка с прямыми радиальными лопастями плохо обеспечивает распределение материала по сечению барабана. На рис. 1картина подъема материала прямыми радиальными лопастями. При угле естественного откоса влажного хлористого калия α = 46-47º или сухого α=27-30º, ссыпающимся материалом перекрывается менее 20% сечения барабана, а масса материала, поднятого лопастями, составляет всего 6-10 % от всей массы в нижней части барабана при коэффициенте заполнения φ = 0,18-0,1. Естественно, возрастает расход электроэнергии на приводе электродвигателя за счет увеличения момента сил, действующих на барабан при вращении.  Рисунок 1 - Подъём материала прямыми радиальными лопастями Корпус сушилки, загрузочная и разгрузочная камеры, а также лопастная насадка выполнены из углеродистой стали. Венец, опорные и упорные ролики изготовлены из конструкционной нелегированной стали. Шестерня подвенцовая и вал шестерни изготовлены из углеродистой качественной конструкционной стали 50 ГОСТ 1050-88. Принцип действия аппарата основан на процессе теплообмена между газом и материалом при их непосредственном соприкосновении. При этом материал подается в загрузочную камеру питателем и посредством приемно-винтовой насадки попадает во внутрь барабана сушилки. В результате вращения барабана и наличия лопастной насадки материал продвигается вдоль оси барабана, интенсивно перемешиваясь. Топочный газ, полученный в результате сжигания топлива и охлажденного до температуры порядка 800 °С, за счет подачи холодного воздуха в смесительную камеру, поступает в барабан сушилки. Прямоточное движение материала и теплоносителя, обеспечивает недопущение перегрева материала, так как поглощение максимальной температуры газа соответствует поглощению максимальной влажности материала. Высушенный материал поступает в разгрузочную камеру, отработанные газы после очистки выбрасываются в атмосферу. Недостатками данной конструкции является залипание насадочного устройства, что приводит к ухудшению теплообмена между материалом и теплоносителем. В результате низка эффективность сушки и производительность. 2.2 Описание модернизированной конструкции сушилки Модернизированной конструкцией сушилки типа БН 3,2-22 является сушилка, в которой применено новое насадочное устройство. Внешний вид сушилки, основные габаритные размеры, монтажные размеры остались прежними. Обозначение сушилки принято по ОСТ 26-01-147-82, где БН – барабанная вращающаяся сушилка общего назначения;3,2 – наружный диаметр барабана, м; 22 – длина барабана, м. В модернизированной сушилке содержится: корпус с загрузочным и разгрузочным устройствами на торцах, разделенный по длине на ряд секций с подъемными лопастями, в каждой секции установлена однотипная насадка в следующей последовательности (со стороны загрузки): приемно-винтовая, лопастная с прямыми радиальными лопастями, лопастная с углом наклона лопасти к вертикальной оси 30º и полкой под углом 120º, лопастная с углом наклона к вертикальной оси 30º и полкой под углом 90º, секторная с периферийными лопастями и пересыпными в каждом секторе. Тип насадки меняется по мере изменения физических свойств высушиваемого материала по длине барабана. Доля каждой секции в общей длине барабана характеризуется соотношением 0,1:0,2:0,2:0,2:0,2; 0,1 доля длины барабана на выходе – без насадки. Кроме того, периферийная лопастная насадка, по крайней мере в двух секциях, установлена под углом α к образующей барабана так, чтобы при вращении его составляющая движения материала по оси была направлена к выходу барабана. Угол α изменяется в пределах 3-15º в зависимости от требуемого времени пребывания материала в сушильном барабане. Число периферийных лопастей, установленных по окружности барабана, по крайней мере в двух секциях, больше 16 и максимальное число их определяется возможностями изготовления, монтажа и доступности к элементам насадки обслуживающего персонала. Таким образом, отличительными признаками модернизированной сушилки от существующей являются: Применение в каждой секции однотипной насадки в следующей последовательности: приемно-винтовая, лопастная с прямыми радиальными лопастями, лопастная с углом наклона лопасти к вертикальной оси 30º и полкой под углом 120º, лопастная с углом наклона к вертикальной оси 30º и полкой под углом 90º, секторная с периферийными лопастями и пересыпными в каждом секторе. Периферийно-лопастная насадка состоит из лопаток, укрепленных на внутренней стенке барабана. Периферийная (внешняя) лопастная насадка, по крайней мере в двух секциях, установлена под углом α к образующей барабана, причем угол α изменяется в пределах 3-15º. Факторами экономической эффективности применения новой техники по сравнению с базовой является увеличение времени непрерывной работы между капитальными ремонтами; уменьшения их трудоёмкости; уменьшения количества остановок сушилки для чистки насадочного устройства, а также увеличение производительности по испаренной влаге с 80 т/ч до 120 т/ч. 3 МАТЕРИАЛЬНЫЕ И ТЕПЛОВЫЕ РАСЧЕТЫ Метод теплового расчета сушилки выполняю по отраслевому стандарту (ОСТ 26.260.451-92) "Аппараты с вращающимися барабанами общего назначения", рекомендованный только для сушилок диаметром до 2,8м. 1. Проверим методику расчета сушильного барабана для сушки хлористого калия диаметром 3,2 м, длиной 22м. При этом будем использовать практические данные. 2. Определим влияние модернизации сушильного барабана на соответствие расчетных показателей по ОСТ и фактическим данным. 3.1 Исходные данные Кажущаяся плотность материала:ρi= 1900 кг/м³ Объемная (насыпная) масса материала: ρi= 1170 кг/м³ Массовая доля влаги в материале для сушки: w1= 0,07 Тоже, после сушки: w2= 0,005 Массовая производительность сушилки по высушенному материалу:G2= 20,77 кг/с Взаимное направление движения газа и материала – прямоточное Температура материала до сушки: V1= 30° C То же, после сушки:V2= 80° С Температура пыли на выходе из сушилки: Vi= 89°С Температура газа на входе в сушилку:t1= 765° C То же, на выходе из сушилки:t2= 89° C Массовая доля i-й фракции материала x:
Угол естественного откоса материала: ψ = 27-30° Температура наружного воздуха: t= 25° C Массовое отношение влаги в наружном воздухе: d0 = 0.017 кг/кг Энтальпия наружного воздуха на массу его сухой части: i = 41900 дж/кг Массовая доля составляющего в топливе: - метан CH4(xCH4) =0,968 - этан С2H6 (xC2H6) = 0,009 - пропан С3H8(xC3H8) = 0,0047 - бутан С4H10(xC4H10) = 0,0022 - углерод СО2(xCO2) = 0,0011 - азот N2(xN2) = 0.0134 18. Температура топлива: tT = 15°C 19. Массовое отношение влаги в топливе: dT = 0.0203кг/кг 20. Удельная энтальпия водяного пара в топливе: i´i= 252400Дж/кг Техническая характеристика показателей работы барабанной сушилки БН 3,2-22 для сушки хлористого калия до и после модернизации приведена в таблице 4. Таблица 4 - Сравнительная таблица технических показателей работы барабанной сушилки БН 3,2-22 для сушки хлорида калия до и после модернизации
Примечание: * – показатели режимных карт. 3.2 Материально-тепловые расчеты 3.2.1 Расчет на производительность 80т/ч Массовая доля воды в пыли w, вынесенная из сушилки, рассчитывается по формуле: wi= 0,5 · w2, (2) где w2- массовая доля влаги в материале после сушки. wi = 0,5 · 0,005 = 0,0025. Массовая доля уносимого из сушилки материала (в зависимости от скорости газов и размера частиц материала): x= (3 ÷ 10) · 10. Принимаю x= 0,03. Массовая производительность сушилки по влаге, кг/с. W = G·  W = 20,77·  = 1,5.Относительный массовый вход водяного пара при сгорании топливаx i определяется по формуле: x= Σ·  , (3)где | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||