Аеродинамічний розрахунок, підбір приладів для спалювання палива і вентиляційних пристроїв

Підбір пристрою пальника. Для спалювання мазуту в топці сушарного барабану приймає мазутну форсунку низького тиску системи «Оргенергонефть», характеристика якої приведена нижче:

- № форсунки………………………………………………………………………….6

- типорозмір…………………………………………………………………..ОЕН-350

- витрата по паливу…………………………………………………………350 кг/год

- діаметр вхідного повітряного патрубка……………………………………..250 мм

- об’ємна витрата повітря, яка пропускається через форсунку……….2600

- те ж, необхідного для спалювання палива…………………………....4325

Первинне повітря(близько 60…70%) підводиться до патрубка кожуха форсунки, вторинний поступає в топку через фронтовий регістр за рахунок розрідження в топці і ежектуючої дії форсунки. Амбразура форсунки, виконана у вигляді конуса у фронтовій стіні топки, служить для поліпшення запалення і підвищення стійкості процесу горіння. Переважно все повітря необхідне горіння, потрібно подавати як первинний зі швидкістю 50…80 м/с. Підігрів його можливий до 300 . Коефіцієнт надлишку повітря 1,2. Повітря поступає від вентилятора з тиском 25…100 Па. Тиск мазуту 0,05…0,15 МПа. Форсунки кращого розпилювання і полегшення його перекачування необхідно заздалегідь підігріти в резервуарах (до 70…100 ). При тонкому розпилюванні, щоб уникнути засмічення отворів форсунок, слід встановлювати фільтри для затримання механічних домішок. Розрахунок форсунок зазвичай передбачає визначення прохідних перетинів для повітря і вихідних перетинів для мазуту. Швидкість протікання мазуту приймають 0,1…0,8 м/с. Для форсунок з масовою витратою до 500 кг/год мазутопровод приймають діаметром 20…25 мм. Для форсунко низького тиску діаметр вихідного отвору мазутного сопла, щоб уникнути засмічення приймають не менше 2.5 мм.

Підбір вентиляторів і димососу

Визначаємо об’ємну витрату повітря, яке необхідне для горіння мазуту:

 

 

Подача повітря вентилятором при температурі повітря (літні умови роботи):

 

 

Вентилятор підбирають залежно від потрібної подачі і створюваного тиску, необхідного для подолання опорів повітряного тракту з метою нормальної роботи форсунки. Приймаємо повний тиск, який розвивається вентилятором при щільності повітря По номограмі вибираємо відцентровий вентилятор високого тиску Ц8-18 №8, який має наступні характеристики: к.к.д.т і кутова швидкість ω = 125 рад/с. Прийнявши к.к.д. приводу для вентилятора, сполученого з двигуном за допомогою еластичної муфти , визначаємо потужність на валу електродвигуна:

 

Настановна потужність електродвигуна з врахуванням запасу дорівнює:

де К = 1.1 – коефіцієнт запасу потужності електродвигуна на пусковий момент,

який приймають залежно від потужності на валу

, кВт (при ):

 

Електродвигуни вибирають переважно короткозамкнуті, асинхронні. З метою пониження температури димових газів, а також інтенсивного перемішування їх з повітрям і оберігання завантажувальної тічки від швидкого перегорання повітря подають спеціальним вентилятором в підсклепінний простір камери змішувача. Визначаємо об’ємну витрату холодного повітря, необхідного для розбавлення димових газів в камері змішування:

 

З урахуванням температурної поправки:

 

Для подачі повітря на змішування досить установки вентилятора низького тиску до .

 

По номограмі графічної характеристики відцентрових вентиляторів серії Ц9-57 підбираємо вентилятор №4: к.к.д. ; ω = 142 рад/с; загальна маса складає 73.5 кг. Вентилятор сполучають з електродвигуном за допомогою муфти, яка вимагає відповідності частоти обертання його і двигуна. К.к.д. приводу Потужність на валу електродвигуна дорівнює:

 

Настановна потужність двигуна складе:

 

де – коефіцієнт запасу потужності на пусковий момент.

 

Приймаємо до установки електродвигун серії А02, потужністю 3 кВт.

ω = 148,6 рад/с, типу А02-32-4.

Визначаємо дійсну об’ємну витрату вологих газів, які відходять, при виході з сушарного барабану по формулі:

де – витрата газів по масі, що виходять з сушарного барабану:

 

 

При щільність димових газів, які входять, складе:

 

По I-d-діаграмі при і на 1 кг сухих газів парціальний тиск водяної пари в газах, що відходять, складе:

 

Тоді:

 

Отже:

 

Опір барабанної сушарки приймають 100…200 Па при швидкості газу υ = 1,7…2 м/с і коефіцієнт заповнення β = 15…20%. Найбільший опір руху газового потоку чинить батарейний циклон для очищення від пилу газів, які відходять. Підбираємо батарейний циклон з елементами діаметру D = 150 мм, коефіцієнт гідравлічного опору елементу ζ = 90. Виходячи з техніко-економічних міркувань, а також з вимог надійності роботи батарейних циклонів приймають гідравлічний опір батарейного циклону із співвідношення (відношення перепаду тиску в циклоні до щільності газу):

 

Пропускну спроможність через один елемент циклону по запиленому газу визначаємо по формулі:

 

Необхідна кількість елементів циклону складе:

 

Приймаємо тип секції ПС-8-88, кількість елементів в секції n = 88. Розташовуємо їх в 8 рядів по ходу газу (8 елементів кожному ряду). Гідравлічний опір циклону складе:

 

Початкова запиленість газу, який надходить в батарейний циклон, допускається до 100 г/ К.к.д. батарейного циклону залежить від фракційного складу пилу і в середньому вагається від 78 до 95%. Швидкість газів на виході з барабану:

 

де – об’ємна витрата вологих газів, які відходять;

– коефіцієнт заповнення.

 

Швидкість газів в циліндровій частині циклонного елементу визначаємо по формулі:

 

де – коефіцієнт гідравлічного опору;

– щільність димових газів, які відходять, кг/

 

Загальний аеродинамічний опір, який повинен здолати димосос, складається із наступних опорів:

- газоходів від топки до входу в сушарний барабан…………………….........100 Па

- барабанної сушарки…………………………………………………………...200 Па

- вихідної газової камери від кінця барабану

до вихідного патрубка циклону………………………………………………..50 Па

- батарейного циклону………………………………………………………….504 Па

 

Повний опір сушарної установки складе

Зазвичай гази відсасуються вентилятором середнього тиску, подачу якого розраховують з умов забезпечення швидкості газів по масі в перетині барабану 2…3 кг/(с ), з урахування підсосів по газовому тракту в розмірі 50…70%.

Подача димососу з врахуванням підсосів повітря у розмірі 50% складе:

 

 

При підборі димососу слід врахувати запас тиску приблизно до 40% до загальної суми аеродинамічних опорів. Відповідно:

 

 

В якості димососа можна використовувати звичайний відцентровий вентилятор середнього тиску (бажано з охолоджуванням підшипників). Оскільки характеристики для підбору вентиляторів складені для нормальних умов при ,то

По цим даним () підбираємо відцентровий вентилятор типу Ц9-57 №8: к.к.д.

Потужність електродвигуна вентилятора:

– к.к.д. передачі за допомогою еластичної муфти.

 

Настановна потужність двигуна при коефіцієнті запасу потужності K = 1.1 дорівнює:

 

Приймаємо до установки двигун серії А02-72-6, N = 22 кВт, Димосос і циклон необхідно ізолювати в тому випадку, якщо очікується охолоджування газів в них нижче 70…75 .

Барабанні сушарки, які обертаються, зазвичай працюють під невеликим негативним тиском (50…250 Па), щоб запобігти виходу в цех запилених шкідливих топкових газів. Дуже великий підсос повітря понизить температуру сушки, тому прагнуть за рахунок ущільнень (лабіринтових, радіальних і торцевих) понизити підсос повітря до мінімальної межі.

 

Зразковий розрахунок димаря

Вибираємо цегельну трубу. Температура газів в гирлі труби визначимо з умов пониження температури по висоті на 1 м для цегельної труби і 2…3 в металевих нефутерованих трубах:

 

Середня температура газів в трубі:

 

Середня щільність суміші газів , оточуючого повітря:

 

Щільність газів при тиску 101,3 кПа і склада .

Знаходимо діаметр гирла труби, приймаючи швидкість

 

Приймаємо , тоді:

 

Діаметр підстави труби:

 

Середній діаметр:

 

Середня швидкість газів в трубі:

 

При штучній тязі висоту димаря вибирають з врахуванням санітарно гігієнічних вимог і «Санітарних норм проектування промислових підпрємств»(СН 245-63).

 

 

 

III. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Перегудов В.В, Роговой М.И. Тепловые процессы и установки в технологии строительных изделий и деталей. – М.: Стройиздат, 1983. – 474 с.

2. Кучеренко А.А, В.Н. Кокшарев, Тепловые установки. – К.: Высш. шк., 1990. – 355 с.

3. Строительная керамика: Справочник / Под ред. Е.Л. Рохваргева. – М.: Стройиздат, 1976. – 432 с.

4. Буров Ю.С. Технология строительних материалов и изделий. – М.: Высш. шк., 1972. – 432 с.