Барабанная сушилка

      Насыпная  плотность     ρ_к = 102 кг/м³ [4, таблица 3]

      Характеристика  горизонтального  винтового транспортера

      Длина       L = 25 м

      Шаг винта       t = D_в

      Угол  наклона к горизонту     α = 0⁰

      Объемная  производительность транспортера

      V = G_н/ρ_н =0,682/102 = 0,669·10^-2 м³/с.

      Частота вращения винта:

      n = V/0,785D_в²tK₁ = 0,699·10^-2/0,785·0,25²·0,25·0,3 = 1,82 с-1

      Принимаем D_в = t = 0,25 м; К₁ = 0,3 для опила; К₂ = 1 при α = 0⁰.

      Выбираем  винтовой горизонтальный транспортер:

      D_в = 0,25 м; L = 25 м; t = 0,25 м; n = 1,82 с^-1.

      Установочная мощность электродвигателя:

      N = Gк(Lφ+Р)g/1000η = 0,682·(25·1,8+0)·9,8/1000·0,8 = 0,38 кВт,

      где φ = 1,8 для опила;

      Принимаем электродвигатель по N = 0,38 кВт типа АОЛ-12-2

      N = 1,1 кВт [5, таблица 17] N = 1,1 кВт. 

      3.4 Шлюзовый дозатор

      Шлюзовый  дозатор установлен под бункером-питателем. Назначение – равномерная, регулируемая подача влажных еловых опилок в барабанную сушилку. Дозатор одновременно выполняет и роль питателя. 

      Производительность  транспортера    G_н = 1 кг/с

      Насыпная  плотность опила при w_а1 = 67%  ρ_н = 130 кг/м³

      Объемная  производительность шлюзового дозатора

      V = G_н/ρ_н =1/130 = 76,9·10^-4 м³/с.

      Выбираем стандартный шлюзовой дозатор по V = 76,9·10^-4 м³/с типа Ш1-45, диаметр ротора D = 450 мм, длина ротора L = 400 мм (равна диаметру загрузочного штуцера), частота вращения ротора 0,035-0,33 с^-1 [3, таблица 2].

      Частота вращения ротора:

      n = V/0,785K₁K₂D²L = 76,9·10^-4/0,785·0,8·0,8·0,45²·0,4 = 0,043 с^-1,

      где К₁ = 0,6 для опила; К₂ = 0,8.

      Установочная  мощность электродвигателя:

      N = G_нLgβφ/1000η = 1·0,4·9,8·3·2,5/1000·0,6 = 0,049 кВт,

      где β = 3; φ = 2,5.

      Выбираем  взрывозащищенный электродвигатель по N = 0,049 кВт типа В71В6 N = 0,55 кВт, n = 15,3 с^-1 [7, таблица 2]. 

      

      1 – привод; 2 – загрузочное окно; 3 – ротор; 4 – выгрузочное окно.

      Рисунок 3.1 – Шлюзовый питатель 

      3.5 Расчет шлюзового затвора

      Шлюзовые  затворы хорошо себя зарекомендовали  при установке под бункерами  циклонов и других аппаратов при выгрузке сухого материала. Не рекомендуется применять в случае улавливания слипающихся пылей. 

      Производительность  по сухому опилу  G_к = 0,682 кг/с

      Абсолютная  влажность опила   w_а2 = 14%

      Насыпная  плотность     ρ_к = 103 кг/м³ [4, таблица 3]

      Объемная  производительность затвора

      V = G_к/ρ_к =0,682/103 = 66,21·10^-4 м³/с.

      Выбираем стандартный шлюзовой дозатор по V = 66,21·10^- м³/с типа Ш1-45, диаметр ротора D = 450 мм, длина ротора L = 400 мм (равна диаметру загрузочного штуцера), частота вращения ротора 0,035-0,33 с^-1 [7, таблица 2].

      Частота вращения ротора:

      n = V/0,785K₁K₂D²L = 66,21·10^-4/0,785·0,8·0,8·0,45²·0,4 = 0,16 с^-1,

      где К₁ = 0,6 для опила; К₂ = 0,8.

      Установочная  мощность электродвигателя:

      N = G_нLgβφ/1000η = 0,682·0,4·9,8·3·2,5/1000·0,6 = 0,049 кВт,

      где β = 3; φ = 2,5.

      Выбираем  взрывозащищенный электродвигатель по N = 0,1 кВт типа В71В6 N = 0,55 кВт, n = 15,3 с^-1 [7, таблица 2]. 
 

      3.6 Расчет газовой горелки

      Газовые горелки при сжигании природного газа работают с невысоким давлением и скоростью выхода газовой струи из сопла не более 60-70 м/с.  

      

      Рисунок 3.2 - Схема газовой горелки 

      Воздух  на горение подается двумя потоками: через корпус горелки 20-40% и 80-60% непосредственно  в топку (рисунок 3.2). 

      Расход  природного газа                                                 V_г = 146 м³/ч

      Расход  воздуха на горение                                            V^г_t0 = 2220 м³/ч

      Диаметр газового сопла при  w_с=70 м/с:

      d_c = √V_г/36000,785wc = √146/3600·0,785·70 = 0,027 м.

      Принимаем d=30 мм.

      Диаметр трубы, подводящей газ к форсунке, при w_г=15 м/с:

      d_тр = √V_г/3600·0,785w_г = √146/3600·0,785·15 =  0,059 м.

      Принимаем трубу Ø63,5×3 мм по [6, таблица 8].

      Определяем  наружный диаметр  трубы корпуса  горелки. Принимаем расход первичного воздуха 35% от V^г_t0=2220 м³/ч, т.е. V_в=0,35·2220=777 м³/ч, а скорость воздуха в кольцевом сечении форсунки w_в=20 м/с, тогда сечение кольцевой щели: f_воз=V_в/3600w_в=777/3600·20=0,0108 м².

      Диаметр кольцевой щели:

      d_щ = √f_воз/0,785 = √0,0108·0,785 = 0,117 м.

      Сечение, занимаемое газовой трубой диаметром 63,5 мм, равно:

      f=f_воз+f_газ=0,0108+0,0027=0,0135 м².

      f_газ=V_г/3600w_г=146/3600·15=0,0027 м²

      Этому сечению соответствует  диаметр:

      d = √f/0,785 = √0,0135/0,785 = 0,131 м.

      Принимаем трубу корпуса горелки Ø140×4мм [6, таблица 8].

      Объемная производительность вторичного воздуха:

      V^в_воз = V^г_t0-V_в = 2220-777 = 1443 м³/ч.

      Диаметр воздуховода вторичного воздуха при скорости w=3 м/с:

      d^в_воз = √V^в_воз/3600·0,785w = √1443/3600·0,785·3 = 0,41 м.

      Принимаем воздуховод Ø450×0,6  [6, таблица 2].

      Диаметр воздуховода первичного воздуха:

      d_в =√V_в/3600·0,785w = √777/3600·0,785·15 = 0,135 м.

      Принимаем воздуховод Ø140×0,5 мм [6, таблица 2].

      Гидравлической  сопротивление газовой  горелки ориентировочно принимаем равным ΔP_г=5000 Па. 
 

      3.7 Расчет вентилятора подачи воздуха на горение природного газа

      Расчет  проводим согласно рисунок 3.3. Вентилятор и топка смонтированы на открытой площадке, защищенной от атмосферных осадков индивидуальным навесом. Воздух от вентилятора подается по параллельным воздуховодам, поэтому расчет проводим по линии наибольшего сопротивления, т.е. по линии подачи воздуха в форсунку.   

      

В –  вентилятор; Ф – форсунка; Т –  топка; КС – камера смешения; З –  задвижка; Д – диафрагма; О –  отвод; ВР – вентилятор регулирующий. 

      Рисунок 3.3 – Схема для расчета вентилятора подачи воздуха на горение природного газа 

      Параметры воздуха, подаваемого  в горелку

      Объемная  производительность                                    V_ф=2220м³/ч

      Температура                                                                    t_о=17,2°С 

      Плотность [7, приложение 2]                                        r_tо=1,171 кг/м³   

      Динамическая  вязкость [7, приложение 3]                  m_tо=18,03×10^-6 Па×с 

      Диаметр воздуховода. Скорость воздуха принимаем w=10 м/с.

      D = √V_ф/0,785w = √2220/0,785×10 = 0,280 м.

      Выбираем  стандартный диаметр воздуховода Ø315×0,6 мм. [6,таблица2]

      Фактическая скорость воздуха:

      w=V_ф/0,785D²=2220/3600×0,785×0,314²=7,97 м/с.

      Критерий Re=wDr_tо/m_tо=7,97×0,314×1,171/18,03×10^-6=162536.

      Коэффициент трения определяем по критерию Re для гладкой трубы (шероховатости практически  отсутствуют, так как воздуховод новый) и по Re=162536 и по рис. 1.5 [5]: l=0,0175.

      Длину воздуховода принимаем ориентировочно: L=7 м.

      Местные сопротивления принимаем по [6, таблица 12, 13] и рис. 1:

      конфузор (вход в вентилятор) z_к=0,21 1 шт.

      диффузор (выход из вентилятора) z_диф=0,21 1 шт.

      отводы  при a=90°  z_от=0,39 3 шт.

      заслонка (задвижка) z_з=1,54 1 шт.

      диафрагма (измерение расхода воздуха) z_д=2  1 шт.

      вход  в горелку z_вх=1 1 шт.

      Sz=1z_к+1z_диф+3z_от+1z_з+1z_д=1×0,21+1×0,21+3×0,39+1×1,54+1×2+1×1=6,13.

      Гидравлическое  сопротивление воздуховода:

      ΔР^г_в=(1+(lL/D)+Sz)(w²r_tо/2)=(1+(0,0175×7/0,314)+6,13)×(7,97²×1,171/2)=414 Па.