Расчет вращающихся печей сухого способа производства

Методика расчета

При проектировании печей для обжига сухой сырьевой шихты производительность печи принимается в соответствии с паспортными данными завода-изготовителя. Уточнение (изменение) производительности печи производится при условии использования сырьевой шихты отличного, от принятого в расчете завода-изготовителя, состава.

Удельные расходы тепла и топлива определяются из теплового баланса печи с холодильником и циклонными теплообменниками.

Удельный расход воздуха на горение и выход отходящих газов определяются расчетом на основании элементарного состава сырья и топлива.

При расчете колосникового холодильника из теплового баланса холодильника с печью и декарбонизатором определяются количество и температура избыточного воздуха, сбрасываемого в атмосферу, и условная температура клинкера. Последняя представляет собой такую температуру, при которой теплосодержание клинкера равно сумме теплосодержаний сбрасываемого в атмосферу воздуха и клинкера при фактической температуре.

После определения часовых количеств первичного и вторичного воздуха, необходимого для сжигания топлива, избыточного воздуха, сбрасываемого от холодильника, и т. д. производится расчет и выбор вспомогательного оборудования: установки электрофильтров для очистки воздуха после холодильника, вентиляторов общего и острого дутья, дымососов и пр.

Типоразмеры электрофильтров и газоходов определяются по количеству проходящего через них воздуха с учетом аэродинамического сопротивления трактов, температуры газов и концентрации пыли до и после них с учетом принятого коэффициента пылеосаждения.

Температура газов на выходе из циклона IV ступени при расчете принимается в пределах 340—360 ^о С.

При использовании тепла отходящих газов для сушки сырьевых компонентов при их помоле в качестве размольного агрегата выбираются, как правило, мельницы с воздушной сепарацией.

Перед началом проектирования отделения помола производится предварительный выбор мельницы, исходя из потребности печного агрегата в сухой сырьевой шихте. Производительность выбранного типоразмера мельницы пересчитывается на конкретные условия работы: начальную влажность, размолоспособность, степень предварительного измельчения исходных сырьевых компонентов, а также конечную влажность и тонкость помола сырьевой шихты.

В случае, если в результате произведенного расчета производительность мельницы окажется меньшей, чем это требуется по заданию, расчет повторяется при измененных исходных данных: увеличивается шаровая загрузка, степень вентиляции, степень предварительного дробления и т. д.

По принятым в расчетах значениям размолоспособности сырьевой шихты, коэффициента заполнения и тонкости помола, условия необходимой размольной производительности мельницы, определяется производительность мельничного вентилятора.

Необходимая температура и удельный расход сушильного агента перед мельницей, а также количество присасываемого по тракту воздуха и количество вентилирующего агента после мельницы определяются из теплового расчета мельницы.

Температура вентилирующего агента после мельницы принимается в пределах 70—100 ^о С с таким расчетом, чтобы она была на 30—50 °С выше температуры точки росы.

В случае, если тепла отходящих из печи газов, поступающих в мельницу, будет недостаточно, предусматривается предварительная подсушка глинистого компонента в специальной установке с пересчетом теплового баланса мельницы.

Если размольная производительность значительно больше сушильной, предусматривается рециркуляция сушильного агента после мельницы.

Выбор сепаратора производится, исходя из объема проходящих через него газов. Выбор циклонов и электрофильтров производится по объему обеспыливаемых газов в соответствии с допустимыми скоростями газов. Выбор трубы производится на основании действующих санитарных норм.

Определение сопротивления пылевоздушного тракта при выборе тягодутьевых машин производится на основании аэродинамического расчета. Перед аэродинамическим расчетом следует подобрать сечения отдельных элементов установки по количеству проходящего через них газа^* (воздуха) в соответствии с рекомендуемыми скоростями; наметить конфигурацию всего тракта по принятой схеме установки; подсчитать концентрацию пыли в газах (г_*нм³/газа) и плотность газов на отдельных участках. Полученные данные для удобства расчета целесообразно вместе со схемой каждого участка оформить в виде таблицы.

Далее производится расчет аэродинамического сопротивления

системы.

Сопротивление тракта (воздухогазопровода или пылепровода) складывается из:

Сопротивления входа газов (воздуха) в систему.

Сопротивления движению газового потока, которое в свою очередь складывается из местных сопротивлений, сопротивления трения и потерь на подъем пыли (на разгон ее в месте ввода в газовый (воздушный) поток.

Местные сопротивления отдельных участков установки: трубопроводы, вход газа (воздуха) в газозаборное окно (патрубок), повороты, изменения сечения, смесители, шиберы, циклоны, сепараторы и мельницы рассчитываются по формуле:

∆H_м=ξ_{м мм вод.ст.,} (8.141)

где ω-скорость газа,м/с; ξ_м-коэффициент местного сопротивления для запыленного потока с концентрацией;𝜚 _г - плотность газа при соответствующей температуре потока, кг/м³.

ξ_м=ξ_ом(1+0,8 µ); (8.142)

* Значения расхода газа (воздуха) через газовоздухопроводы берутся из теп­лового расчета.

где ξ- коэффициент местного сопротивления при движении чистого воздуха берется из таблиц и соответствующих номограмм приведенных в «Нормах расчета и проектирования пылеприготовительных установок»:

= кг / м³, (8.143)

=

где , , – и.т.д. количество составляющих∑ — общий удельный объем газов, нм³/кг кл.

Концентрация материала (пыли) в газах определяется на входе и выходе из циклонов и других участков установки. Значения концентрации принимаются по данным расчета из материально баланса каждого участка.

Сопротивление трения рассчитывается по формуле:

∆H_м= λ * (мм.вод.ст.) (8.145)

где 1и d — соответственно длина и диаметр трубопровода в м;

λ- коэффициент сопротивления трения, который для запыленного потока определяется по формуле:

(1+ )

где — коэффициент трения при движении чистого воздуха.

= (8.146)

где d_экв. - эквивалентный диаметр трубопровода. Для круглое газохода d_э = d, для некруглого сечения d₃= ; для прямоугольного d_э= м;

где f- площадь трубопровода м², V — полный периметр трубопровода, омываемый газом, м; а и b - стороны прямоугольное газохода,м;К - абсолютная шероховатость стенки; К = (0,4 — 0,8)10^-3 м - для цельнотянутых и стальных труб; К = 2,5-10^-3 -для кирпичных и футерованных труб.

Значения коэффициентов трения при движении чистого воздуха по стальному трубопроводу:

d<400 мм, λ₀=0,021

d>400 мм, λ₀ = 0,018÷0,020

d<200 мм, λ₀=0,025÷0,028

d>800 мм, λ₀=0,015÷0,017

По кирпичному или футерованному пылепроводу:

d>900 мм, λ₀=0,03

d<900 мм, λ₀=0,04

Если система состоит из нескольких участков, то сопротивле­ние трения ∆Н_тр подсчитывается для каждого участка. Сумма сопротивлений всех участков системы даст величину ∆Н_тр. Ме­стные сопротивления подсчитываются для каждого участка от­дельно.

Общее сопротивление установки

∆H_у=∑∆Н_тр+∑∆Н_м (8.147)

Сопротивление циклонов рассчитывается по ф-ле:

∆H_ц=ξ_{ц *} (1+µ_п) (8.148)

где ξ_ц- коэффициент сопротивления входа в циклон; 𝜔_вх - скорость газов во входном патрубке м/с; µ_п- концентрация материала, приходящего в циклон кг/кг·кл.

Потери на подъем пыли на высоту h

∆H_под=h·µ·𝜚 мм вод.ст. (8.149)

Потери на разгон пыли в месте ввода в пылепровод (газопро­вод)

∆H_разг= мм вод.ст. (8.150)

После определения общего сопротивления системы

H=∆H_м+∆H_тр+∆H_под+∆H_разг (8.151)

производится выбор вентилятора (дымососа).

Ниже приводится пример теплового и аэродинамического рас­чета печной установки с циклонным теплообменником.

Дата добавления: 2015-07-15