Подбор вспомогательного оборудования на стадии сушки

 

В аэрофонтанных сушильных установках воздух и волокно движутся при помощи центробежного вентилятора производительностью 21000 м³/ч при давлении 22 МПа. Количество и скорость воздуха регулируются поворотным устрой-ством на его входном отверстии. Этим же вентилятором высушенное и отсортированное в сепараторе волокно транспортируется в циклон – воздухоотделитель.

Выбираем центробежный вентилятор высокого давления (приложение 1.1 [3]) в соответствии с ГОСТ 5976-90. Технические характеристики вентилятора приведены в табл. 10.

 

Таблица 10

Техническая характеристика центробежного вентилятора

Марка	Q, м^3/с	ρgH, Па	n, с^-1	ŋн	Электродвигатель
					тип	Nн, кВт	ŋдв
В-Ц14-46-8К-02	6,39	1820	16,15	0,73	АО2-71-6	17	0,9

 

Циклоны выбираются по производительности. Скорость газа во входном патрубке может быть 12, 15 и 18 м/с, соответственно может меняться производительность циклона. Так при w_вх = 18 м/с производительность циклона составит 6000 м³/ч, а при w_вх = 12 м/с – 4000 м³/ч, т.е. производительность циклона при любой входной скорости по сравнению с w₁₈ можно пересчитать по формуле:

 

V_i = w_вхi/w₁₈ м³/ч (15)

 

В аэрофонтанной сушилке воздух (агент сушки) движется со скоростью 18 -20 м/с. Таким образом, производительность циклона составит 6000 м³/ч.

Выбираем циклон ОСТ 26-14-1385-76 со следующими техническими характеристиками, представленными в табл. 11.

 

Таблица 11

Техническая характеристика циклона

Типоразмер циклона	Площадь сечения цилиндрической части корпуса, м^2	Производительность, м^3/ч	Рабочий объем бункера, м^3	Масса, кг
ЦН-15-800П	0,502	6325	0.56	825

 

Воздух, поступающий в сушилку, предварительно нагревается до необходимой температуры при прохождении им паровых калориферов. Используются одноходовые стальные пластинчатые калориферы. Для подбора калорифера необходимо определить ориентировочную поверхность теплообмена F, м², по формуле:

 

 (16)

 

где Q_k – тепло калорифера, Вт; К – коэффициент теплопередачи, Вт/м²·град; ∆t_ср – среднелогарифмическая разность температур, °С.

Тепловая нагрузка аппарата Q_k, Вт, равна расходу тепла на сушку.

 

Q_k = L_с.г ·(I₁ – I₀) (17)

 

где L_с.г – расход сухого газа, кг/с; I₁ и I₀ – энтальпии воздуха при температурах t₁ =160°С и t₀ = 5°С.

Расход сухого газа L_с.г, кг/с, определяем из материального баланса сушилки:

L_с.г = W/(x₂ – x₁) (18)

 

L_с.г = 1,305/(0,037 – 0,005) = 40,78 кг/с

Тогда:

Q_k = 40,78 ·(178 – 23) = 6321 кВт

Ориентировочное значение коэффициента теплопередачи К, Вт/м²·град, при теплообмене между газами составляет около 100 Вт/м²·град (таблица 2.1 [3]).

Для подогрева используем насыщенный водяной пар с начальной температурой t_2н = 300°С и конечной температурой t_2к = 155°С.

Определим среднелогарифмическую разность температур ∆t_ср, °С по уравнению:

 

∆t_ср = (∆t^/ - ∆t^//)/ln(∆t^//∆t^//) (19)

 

где ∆t^/ - большая разность температур греющего теплоносителя и воздуха; ∆t^// - меньшая разность этих температур.

Получим:

∆t_ср = [(155 – 5) – (300 – 160)]/ln(150/140) = 145°С

Подставляя значения в уравнения (12), получим:

F = 6321000 /100 · 145 = 436 м²

Выбираем стальной пластинчатый калорифер СД 3009 ГОСТ 72011-54, имеющий поверхность теплообмена F = 500 м². Технические характеристики данного калорифера приведены в табл. 12.

 

Таблица 12

Технические характеристики калорифера

Поверхность тепло- обмена, м^2	Поверхность одной пластины, м^2	Число пла- стин, шт.	Масса аппара- та, кг
500	1,3	388	11280

Сводная ведомость технологического оборудования приведена в табл. 13.

 

Таблица 13

Сводная ведомость технологического оборудования

№	Наименование	Количество	Параметры
1	рубительная машина ДРБ-2	2	G=5 м^3/ч; Dб=1160 мм
2	сортировочная машина	1	G=60 насыпных м^3/ч
3	дезинтегратор	1	G=18 насыпных м^3/ч; H=825 мм; L=2300 мм; B=1620 мм
4	расходный бункер щепы ДБО-60	3	V=60 м^3
5	пропарочная установка “Бауэр-418”	2	G=5 т/ч
6	смеситель	4	V=1 м^3; Hг=1834 мм; D=1206 мм
7	дефибратор RT-70	2	G=70 т/сут
8	расходный бак смолы	1	V=1,5 м^3
9	расходный бак парафина	1	V=1,5 м^3
10	вентиляторы	-	Q=6,39 м^3/с
11	калорифер	-	F=500 м^2
12	циклон	-	S=0,502 м^2 Vр=0,56 м^3
13	аэрофонтанная сушилка	4	H=15,2 м; B=7,4 м
14	барабанная сушилка	3	-
15	формующая машина	-	-
16	ленточный пресс предварительной подпрессовки	-	-
17	пилы поперечной резки	-	-
18	пилы продольной резки	-	-
19	пресс	-	-
20	камера кондиционирования	-	-
21	станок продольной распиловки	-	-
22	станок поперечной распиловки	-	-
23	накопитель плит	-	-
24	автопогрузчик	-	-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной работе спроектирован цех по производству древесноволокнистых плит мощностью 140 т/сут. Рассмотрены основные способы производства и проведён обзор типового технологического оборудования. В результате выбран сухой способ производства древесноволокнистых плит. Для проклейки используется парафин и водорастворимая фенолоформальдегидная смола. Выбрана и обоснована технологическая схема производства.

 Рассчитан и составлен материальный баланс процесса производства, на основании которого определено необходимое количество исходного сырья: 244 т влажной древесины; 1,4 т парафина; 3,4 т фенолформальдегидной смолы и 124 т воды в сутки.

Подобранно по стандартам основное и вспомогательное оборудование до стадии проклейки, а так же произведен расчёт сушильной установки первой ступени. В результате чего подобрано: две рубительные машины типа ДРБ-2, сортировочная машина модели СЩ-1М, дезинтегратор типа ДЗН-1, три бункера запаса кондиционной щепы ДБО-60, пропарочная установка “Бауэр-418”, дефибратор марки RT-70, четыре смесителя и два расходных бункера для проклеивающих добавок, четыре сушилки аэрофонтанного типа и три барабанного. Так же подобрано вспомогательное оборудование для первой стадии сушки: циклон, калорифер и вентилятор.

Выбранная технологическая схема обеспечивает получение древесноволокнистых плит, отвечающих требованиям ГОСТА.