Расчет количества устанавливаемого оборудования и потребляемой энергии.

 

Суточная производительность завода по готовой продукции (Q _сут ) рассчитывается исходя из продолжительности непрерывной работы техно­логического оборудования (в ЦБП - 345 дней в году [4]):

Q_сут = Q_год/345 = 250000/345 = 724,6 т/сут

 

Производительность очистного цеха завода определяется с учётом потерь волокна при сортировании белёной целлюлозы (k₁), отбелке (k₂), сортировании небелёной целлюлозы (k₃).

 

Q_оч.ц = Q_сут*100/(100 - ∑ k_i) = 724,6*100/(100 – 15) = 852,5 т/сут

 

Значения коэффициентов k₁, k₂ и k₃, выбираются в соответствии с нормами проектирования на сульфатную лиственную целлюлозу. [4].

k₁ = 1,5%; k₂ = 10%;и k₃ = 1,5%

 

Число устанавливаемых сортировок рассчитывается по формуле:

 

N_c= Q_сут* в _i/0,88*П_с*1000 = 852,5*883/0,88*500*1000= 1,7

где в_i - - количество абсолютно сухого волокна на 1 т в.с. целлюлозы, поступаю­щей на сортировку, по данным материального баланса, кг;

П_с - производительность сортировки, т/сут;

0,88 - коэффициент перевода абсолютно сухого волокна в воздушно-сухое.

 

На ступень грубого сортирования устанавливаем 2 сортировки (сучколовителя). Выбираем по каталогу сучколовитель ф. "Хупер" PSV 2800, мощность двигателя 37 квтч (1 резервный)

На 1 ступень тонкого сортирования устанавливаем 2 сортировки под давлением ф. "Хупер" PSV 2600, мощность двигателя 250 квтч (+1 резервная для 1 и 2 ступени)

На 2 ступень тонкого сортирования устанавливаем 1 сортировку под давлением ф. "Хупер" PSV 2600, мощность двигателя 200 квтч

На 3 ступень тонкого сортирования устанавливаем 1 сортировку под давлением ф. "Хупер" PSV 2600, мощность двигателя 75 квтч

 

Вместимость бака отходов рассчитыва­ется по формуле

V = 0.88* Q_сут* в _i *100 τ/ 24* c_i*k = 0.88*5,2*852,5*100*3/24*2.65*0.8*1000 = 23 м³

где c_i - концентрация волокнистой суспензии в баке, %;

k -коэффициент полноты заполнения бака, k= 0,75... 0,80;

τ - продолжительность хранения массы, ч.

 

Подача насоса Q, м³/мин, рассчитывается по формуле:

 

Q = В* Q_сут*100* k/ 24*60*с*ρ_см = 883*852,5*100*1,3/24*60*3,3*1017 = 20,3 м³/мин = 1215м³/час

 

где В - количество целлюлозы, поступающей к насосу на этой стадии производ­ства, на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, кг;

Q_сут - суточная производительность потока по воздушно-сухой целлюлозе, т/сут;

с - концентрация целлюлозной суспензии, %;

k - коэффициент запаса производительности;

ρ_см - плотность целлюлозной суспензии концентрацией с, %.

ρ_см = (3,3*1500+1000*96,7)/100 = 1017 кг/м³

 

Напор рассчитывают по формуле, м,

 

Н = Н₂ – (Н_нагн – Н_всас) + Н_п + ν²/2g

где Н₂ - геометрическая высота подъёма жидкости,м; Н₂ = 5м.

Н_нагн - напор в объёме нагнетания, м;

Н_всас - напор в объёме всасывания,м;

Н_п - сумма потерь напора;

ν² / 2g - скоростной напор;

ν - скорость перекачиваемой суспензии, для межцеховых трубопроводов скоростной напор составляет 5... 10 % от общего напора. Принимаем – 1,2 м/сек (4). Тогда

м

Сумма потерь напора Н_п складывается из потерь напора на трение h_тр и местных потерь h_м (в колене, на изгибе и т.д.):

Н_п = h_тр + h_м

Потери напора на трение определяются по специальным диаграммам в зависимости от концентрации волокна, диаметра трубопровода D_y, мате­риала трубопровода:

h_тр = h_м* k₂ * k₃

где k₂ - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности трубы; для уг­леродистой стали k₂ = 1, для нержавеющей стали, алюминия и др. k₂ = 0,75;

k₃ - коэффициент, учитывающий вид волокнистого материала: для сульфат­ной небелёной целлюлозы k₃= 1, сульфитной небелёной k₃= 0.9, суль­фатной белёной k₃= 0,8, сульфитной белёной k₃ = 0,75.

h_тр = 14м на 100м трубопровода по диаграмме (4). Длина трубопровода L_тр = 150 м.

В зависимости от диаметра трубопровода, концентрации волокни­стой суспензии, местных сопротивлений по табл. 2.8 определяется суммарная эквивалентная длина трубопровода, которая соответствует потерям напора на местных сопротивлениях.

Таблица 7

Кон­цен­трация массы, %	Эквивалентная длина трубы, м, при скорости, м/с	Эквивалент­ная длина трубы для массных задвижек, м
0,5	1,0	2,0	3,0
Колено 90°	Тройник	Колено 90°	Тройник	Колено 90°	Тройник	Колено 90°	Тройник
	4D	6,5D	8D	13D	15D	26D	24D	40D	2,5
	3D	4,5D	5,5D	9D	11D	18D	17D	28D	2,3
	2D	4D	4,5D	7,5D	9D	15D	14D	22D	2,1
	2D	3,5D	4D	7D	8D	13D	12D	20D	1,9
	2D	3D	3,5D	6D	7D	12D	11D	18D	1,7
	2D	-	3D	5,5D	6,5D	11D	10D	16D	1,5

 

Принимаем 5 колен и 10 тройников: L_экв = (4,5*5+7,5*10)*0,6 = 58,5м

L = 150+58,5 = 258,5 м

Н_п = 14*258,5/100 =29,2 м

Н = 5+29,2+1,2²/2*9,8 = 34,27 м, принимаем напор = 40м

После определения подачи и напора по каталогу выбираем марку насоса.

Массный насос ф."Альстрем": 1300м³/час, Н = 40м, 200квт. (+ 1 резервный).

Аналогично подбираем насос для перекачки фильтрата из промывателя сучков в выдувной резервуар: 530м³/час, Н = 25м, 55квт. (+ 1 резервный).

 

При отсутствии в каталоге данных по мощности электродвигателя насоса, можно воспользоваться формулой:

N = QρgН/1000η

где N- мощность, потребляемая двигателем насоса, кВт,

Q - объёмная производительность (подача) насоса, м/с;

ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³;

g - ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

Н - полный напор, развиваемый насосом;м;

η- общий к.п.д. насосной установки, представляющийсобой произведение к.п.д. насоса η_н, к. п. д. передачи η_п, к. п. д. двигателя η_д:

η = η_н* η_п, *η_д

С запасом на возможные перегрузки двигательк насосу устанавли­вается несколько большей мощности N_уст, чем потребляемаямощность:

N_уст = β N

где β - коэффициент запаса мощности, β =1,1...1,2. [2, 3, 5]

 

Рассчитаем количество потребляемой энергии (Табл.6):

 

45+37+30+55+200+250+250+200+75+10 = 1152*0,8 = 922квтч

922*24/852,5 ~ 30квтч/т

 

 

Характеристика устанавливаемого оборудования

Табл. 8

Кол-во Наименование Технические данные Материал Поставщик Вес (кг)

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

1 Отделитель тяжелых посторон.тел 1.4306 ASB 950

 

1 Сучколовитель PSV 2800 37квт\1000 об\мин. AISI 304 HOOPER 5.750

 

1 Сучколовитель PSV 2800 45квт\1000 об\мин. AISI 304 HOOPER 5.750

 

1 Промывной аппарат для сучков 30 квт\1500 об\мин. AISI 304 NOSS 2.500

 

 

2 Массный насос 200 квт\1500 об\мин.

G=1300 м³\ч. Н=40 м в.ст.с=3-4% 1.4408 AHLSTROM 850

 

 

2 Массный насос 55 квт\1500 об\мин.

G=530 м³\ч. Н=25 м в.ст.с=0,5% 1.4408 VOGEL 530

 

1 Сортировка под давлением, 1 ступ. PSV 2600 250 квт\1000 об\мин. AISI 316L HOOPER 4.860

 

1 Сортировка под давлением, 1 ступ. PSV 2600 250 квт\1000 об\мин. AISI 316L HOOPER 4.860

 

1 Сортировка под давлением, PSV 2600 250 квт\1000 об\мин. AISI 316L HOOPER 4.860

1 ступ. или 2 ступ.

 

1 Сортировка под давлением, 2 ступ. PSV 2600 200 квт\1000 об\мин. AISI 316L HOOPER 4.860

 

1 Сортировка под давлением, 3 ступ. PSV 2600 75 квт\1500 об\мин. AISI 316L HOOPER 2.050

 

1 Бак отходов объем – 30м³, диаметр 3000мм углеродистая сталь

высота 4300мм, мешалка

960 об/мин, 10л.с.