Завод по производству строительного гипса 300 тыс. тонн в год

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кафедра технологии строительных материалов изделий и конструкций

Курсовая работа

на тему: «Завод по производству строительного гипса 300 тыс.тонн в год »

Выполнил: студент группы Б 231

Гатилов С.В.

Проверил: профессор

Шмитько Е.И.

Воронеж 2017

Введение

Строительными минеральными вяжущими веществами называют порошкообразные материалы, которые после затворения водой образуют пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов с течением времени затвердевать, то есть переходить из пластичного тестообразного состояния в твёрдое камневидное.

Все строительные минеральные вяжущие вещества в зависимости от их основного свойства затвердевать и длительно противостоять воздействию различных факторов окружающей среды делят на две основные группы: воздушные и гидравлические. Для правильного выбора тех или иных вяжущих в конкретных целях необходимо изучить их состав и свойства, уметь определять их качество и делать заключение об их соответствии техническим требованиям.

Вяжущие вещества - основа современного строительства.

Гипсовые вяжущие вещества наиболее эффективны в технико- экономическом отношении, особенно по удельным затратам сырья, топлива, электроэнергии и труда на единицу продукта. Неограниченны и запасы исходного природного сырья, а также побочных гипсосодержащих материалов, образующихся на предприятиях химической промышленности.

Гипсовые вяжущие разделяют на: строительный гипс, состоящий из в-модификации полугидрата; формовочный гипс того же состава с повышенными техническими свойствами; технический ( высокопрочный) гипс, состоящий из б-полуводного гипса.

Гипсовые вяжущие применяют главным образом для производства гипсовой сухой штукатурки, перегородочных плит и панелей, элементов заполнения междуэтажных и чердачных перекрытий зданий, вентиляционных коробов и других деталей, используемых в конструкциях зданий и сооружений при относительной влажности воздуха не более 60%. Из гипса изготовляют разнообразные архитектурные, огнезащитные, звукопоглощающие и тому подобные изделия. Из в- гипса выполняют стеновые камни, панели и блоки, используемые при возведении наружных стен малоэтажных домов, а также зданий хозяйственного назначения. При этом необходимо защищать наружные гипсовые конструкции от увлажнения.

1. Характеристика района строительства

В данном курсовом проекте для строительства завода по производству строительного гипса выбран город Новомосковск Тульской области. Поскольку в Новомосковском городском округе находится самое крупное в Европе месторождение каменного гипса и в области хорошо развиты: металлургия, машиностроение, химическая промышленность и промышленность строительных материалов строительство такого завода экономически целесообразно. Гипсовый камень будет доставляться автомобильным и железнодорожным транспортом. Это наиболее экономичный способ. Рядом с городом проходят автомагистрали М4 E 115 «Дон», Р132 Калуга -- Тула -- Михайлов -- Рязань, Тула -- Новомосковск, железнодорожные магистрали Москва -- Донбасс и Сызрань -- Вязьма, которые связывают Новомосковск со многими крупными городами и другими регионами страны.

1.1 Характеристика выпускаемой продукции

Гипсовое вяжущее в-модификации полуводного гипса называют строительным гипсом. По ГОСТ 125-79 и ГОСТ 23789-79 он характеризуется по прочности при сжатии образцов марками от Г-2 до Г-25.

Свойства всех разновидностей гипсовых вяжущих, а также методы их определения регламентируются ГОСТ 125-79 «Вяжущие гипсовые. Технические условия» и ГОСТ 23789-79 « Вяжущие гипсовые. Методы испытаний».

Истинная плотность строительного гипса колеблется в пределах 2,6-2,75 г/см3. Насыпная плотность в рыхлом состоянии обычно составляет 800-1300, в уплотненном- 1250-1450 кг/м3 [1].

Выпускаемое вяжущее имеет истинную плотность 2,6 г/см3, насыпная плотность 1300 кг/м3, тонкость помола до остатка на сите №02 не более 10%.

Затвердевший гипс представляет собой твердое тело с высокой пористостью, достигающей 40-60% и более (с увеличением воды затворения пористость гипсового изделия возрастает, а прочность уменьшается).

Строительный гипс является быстросхватывающимся вяжущим. По ГОСТ 125-79 в зависимости от сроков схватывания различают три вида гипсовых вяжущих, классифицируемых следующим образом:

Начало схватывания Конец схватывания

не ранее, мин не позднее, мин

Быстротвердеющий 2 15

Нормальнотвердеющий 6 30

Медленнотвердеющий 20 не нормируется

Быстрое схватывание полуводного гипса является в большинстве случаев положительным его свойством, позволяющим быстро извлекать изделия из форм. Однако, в ряде случаев быстрое схватывание нежелательно. Для регулирования сроков схватывания в гипс при затворении вводят различные добавки [2].

По ГОСТ 125-79 гипсовые вяжущие в зависимости от предела прочности при изгибе и сжатии разделяют на марки Г-2 - Г-25. Прочность гипсовых вяжущих определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 23789-79. Зависимость прочности гипса и гипсовых изделий от влагосодержания является их существенным недостатком [1].

Марка выпускаемого нами строительного гипса Г-10, Г-13.

Гипсовые вяжущие в затвердевшем состоянии, а также изделия из них проявляют большие пластические деформации, особенно при длительном действии изгибающих нагрузок. Эти деформации относительно невелики, если изделие полностью высушено. Значительная подверженность затвердевшего гипса к деформациям ползучести в сильной степени ограничивает возможности его применения в конструкциях, работающих на изгиб.

Изделия из в-полуводного гипса характеризуются большой долговечностью при службе их в воздушно-сухой среде.

Гипсовые изделия огнестойки. Они прогреваются относительно медленно и разрушаются лишь после 6-8ч нагрева, т.е. при такой продолжительности пожара, которая маловероятна. Поэтому гипсовые изделия рекомендуются в качестве огнезащитных покрытий [1].

1.2 Характеристика сырьевых материалов

Исходными материалами для производства вяжущих веществ служат различные горные породы и некоторые побочные продукты ряда отраслей промышленности.

Для производства гипсовых вяжущих используются гипсовые породы, состоящие в основном из двуводного гипса CaSO4•2H2O. Для этой же цели применяют и фосфогипс, являющийся отходом производства фосфорных удобрений.

Природный двуводный гипс - горная порода осадочного происхождения, сложенная в основном из крупных или мелких кристаллов сернокислого кальция CaSO4•2H2O.

Гипсовые породы содержат обычно некоторое количество примесей глины, песка, известняка, битуминозных веществ и других. Химический состав гипса Новомосковского месторождения Тульской области приведен в табл.1.

Таблица 1- Химический состав природного гипса Новомосковского месторождения

Содержание, %
CaO	SO4	SiO2	Al2O3	Fe2O3	MgO	H2O кристаллизационная	CaSO4·2H2O
30.84-32.69	38-44.79	0.84-5.78	0.21-1.48	0.16-0.45	0.47-2.39	17.7-19.8	82-96

Чистый гипс белого цвета, примеси придают ему различные оттенки: оксиды железа окрашивают его в желтовато- бурые цвета, органические примеси - в серые и т.д. Небольшое количество примесей, равномерно распределенных в гипсе, заметно не ухудшает качество вяжущих. Вредное влияние оказывают крупные включения.

По ГОСТ 4013-82 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95% двуводного гипса в сырье 1-го сорта, не менее 90% в сырье 2-го сорта и не менее 80 и 70% в сырье 3- и 4-го сортов. В гипсовых породах Новомосковского месторождения содержится до 1-10% примесей [1].

По содержанию CaSO4·2H2O гипсовый камень данного месторождения можно отнести к первому сорту.

Средняя плотность гипсового камня зависит от количества и вида примесей и составляет 2,2-2,4 г/см3.

Насыпная плотность гипсового щебня 1200-1400 кг/м3, влажность колеблется в значительных пределах 3-5%. Содержание воды в различных партиях гипсового камня неодинаково и зависит от его физических свойств, относительной влажности воздуха, времени года и условий хранения [2].

В качестве исходных материалов для производства гипсовых вяжущих веществ рационально использование побочных продуктов (отходов) химической промышленности - фосфогипса, борогипса, фторогипса. В виде фосфогипса, борогипса, фторогипса и т.д. на соответствующих предприятиях их получают в большом количестве и почти полностью направляют в отвалы. Отвалы занимают значительные площади земельных угодий. Особенно нежелателен сброс отходов в отвалы из-за вреда, наносимого окружающей среде. Причиной этого является, в частности, наличие в отходах вредных примесей (серная, фосфорная кислоты, фтористые соединения в количестве 1-2,5%).

Фосфогипс образуется при переработке природных апатитовых и фосфоритовых пород в удобрение, борогипс и фторогипс- при производстве борной кислоты и фтористых соединений.

Все отходы в основном состоят из двуводного, полуводного гипса, ангидрита, общее содержание которых колеблется в пределах 80-98% по массе [1].

При производстве строительного гипса на нашем заводе будем использовать в качестве исходного материала гипсовый камень, доставляемый из Новомосковского месторождения, с исходной крупностью кусков 500мм.

1.3 Выбор и обоснование общей технологии производства вяжущего

Основным компонентом строительного гипса является двуводный гипсовый камень, который добывается в карьере с помощью экскаватора и доставляется на завод автомобильным и железнодорожным транспортом. В нашем случае это самый выгодный с точки зрения экономических затрат способ доставки сырья. Куски гипсового камня крупностью 500мм и влажностью 4% разгружаются в приемный бункер, откуда поступают на склад закрытого типа. Из сырьевого бункера гипсовый камень направляют в дробильно-сортировочный цех, где он проходит дробление, а потом сортировку.

Дробление осуществляется в щековой дробилке, так как это довольно крупный материал средней прочности. Принимаем многостадийное дробление, а именно, в две стадии, так как на практике чаще всего используется двустадийное дробление, как более экономичный по сравнению с многостадийной однолинейной схемой. Затем полученный гипс грохочением разделяем на фракции и отправляем в следующий цех для обжига.

Обжиг является основной технологической операцией в производстве вяжущих материалов.

При обжиге протекает эндотермическая реакция

CaSO4·2H2O= CaSO4·0,5H2O+1,5H2O

с поглощением 588кДж теплоты на 1кг полугидрата.

Основные способы производства строительного гипса, применяемые в настоящее время, можно разделить на следующие три группы, характеризующиеся: предварительной сушкой и измельчением сырья в порошок с последующей дегидратацией гипса (обжиг гипса в гипсоварочных котлах); совмещением операций сушки, помола и обжига двуводного гипса; обжигом гипса в виде кусков различных размеров в шахтных, вращающихся, камерных и других печах. В результате обжига содержащийся в гипсовом камне двуводный сернокислый кальций превращается в полуводный [1].

Гипсоварочные котлы широко применяются для тепловой обработки тонкоизмельченного гипсового камня.

В котле гипс обжигают следующим образом. Продолжительность процесса варки зависит от размеров котла, температуры, влажности и частичной дегидратации поступающего в него гипса. Продолжительность процесса варки колеблется от 1 до 3 ч, при этом температура варки 140оС. Гипс в варочных котлах интенсивно перемешивается и равномерно нагревается, что обеспечивает получение однородного продукта высокого качества. Гипсоварочные котлы имеют объем 2,5-15м3; мощность электродвигателей привода котла 2,8-20кВт.

Недостатком гипсоварочных котлов является периодичность работы, что ограничивает их производительность, затрудняет автоматизацию производственных процессов [2].

В настоящее время во вращающихся печах обжигают гипс в кусках.

Вращающимися печами для обжига строительного гипса служат барабаны.

Сушильный барабан представляет собой сварной стальной цилиндр, вращающийся на опорных роликах. Барабан устанавливают с наклоном к горизонту 3-50 и приводят во вращение электродвигателем. Если направление движения горячих газов и материалов в печи совпадает, то барабан работает по принципу прямотока, если направление не совпадает - по принципу противотока. Вторая схема отличается пониженным расходом топлива.

На обжиг в сушильный барабан обычно поступает гипсовый щебень 10-20 и 20-35мм. Фракции 10-20 и 20-35мм обжигают раздельно. Обжиг ведется при температуре 1600С. Фракция 0-10мм является отходом производства, если ее содержание не более 5%. Если же ее содержание больше 5%, то можно создать безотходное производство, отправив щебень этой фракции в гипсоварочный котел и обжигая при температуре 140оС.

Обожженная гипсовая крупка поступает в расходные бункера шаровой мельницы или направляется в бункер выдерживания. Крупку размалывают до остатка на сите № 02 не более 10-12%. Измельчают чаще всего в одно- или двухкамерных шаровых мельницах.

Гипс хранят обычно в круглых силосах, куда он доставляется пневмотранспортом.

Технологические процессы производства гипса с обжигом его во вращающихся печах непрерывные, и поэтому легко осуществить их автоматическое управление. Этот способ получения гипса очень экономичен. Расход топлива колеблется в пределах 45-50кг, электроэнергии-15-20кВт·ч на 1 т.

Строительный гипс, получаемый обжигом во вращающихся печах, отличается пониженной водопотребностью (48-55%) при получении теста нормальной густоты по сравнению с гипсом из варочных котлов (60-65%), что обусловлено отчасти применением для размола шаровых мельниц, придающих частичкам таблитчатую форму. Кроме того, при помоле гипса в мельницах при 120-130оС происходят дегидратация остатков гипса и выравнивание его модификационного состава. Этот способ производства гипса применяют в значительных масштабах в отечественной и зарубежной практике [1].

1.4 Определение режима работы предприятия

В производстве строительного гипса в качестве основного компонента используется природный двуводный гипсовый камень.

в-гипс получают путем обжига гипсового камня, предварительно молотого и сортированного, во вращающихся печах при температуре 1600С, в гипсоварочных котлах при температуре 1400С.

В связи с тем, что сушильные барабаны - это непрерывно действующие агрегаты, следует предусмотреть трехсменный режим работы.

При непрерывном режиме работы годовой фонд времени предприятия рассчитывается по формуле:

Тф.пр.=(365-n)·3·8=( 365-15) ·3·8=8400 ч/год

где n- число дней на капитальный ремонт (принимается равным 15дней).

Таблица 2- Производственная программа предприятия по выпуску вяжущего вещества

Наименование выпускаемой продукции	Выпуск продукции, Т
	в год	в сутки	в смену	в час
Строительный гипс	300000	860	287	36

Потребность в сырьевом материале по нормам технологического проектирования из условия удельного расхода 1,25т/т товарного гипса, т.е.

36·1,25=45 т/час

1.5 Расчет грузопотоков

Таблица 3-расчет грузопотоков при производстве строительного гипса

Наименование технологического передела (операции)	Процент потерь	Грузопотоки, Т
		в год	в сутки	в смену	в час
На склад сырья поступает	0,5+0,5	317772	907,92	302,64	37,83
На дробление поступает	0,5	314664	899,04	299,68	37,46
На сортировку поступает	0,5+0,5	313068	894,48	298,16	37,27
На дробление поступает	0,5	309960	885,60	295,20	36,90
На сортировку поступает	0,5	308448	881,28	293,76	36,72
В цех обжига поступает	0,5+0,5	306936	876,96	292,32	36,54
В цех помола поступает		303912	868,32	289,44	36,18

Функциональная схема производства строительного гипса

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.6 проектирование складов сырья, полуфабрикатов и готовой продукции

Склады проектируются на основании норм технологического проектирования, с учетом величины грузопотоков и принятых условий организации работы технологической линии. Сырье поступает в производственные цеха с заводских сырьевых складов. Выбор типов складов определяется технологическими и технико-экономическими показателями. В основном применяют склады закрытого типа, что обеспечивает стабильность качественных характеристик хранимого материала. При правильной работе склада обеспечивается быстрая разгрузка прибывающего транспорта, бесперебойная подача сырья в производство, наименьшая стоимость транспортных операций.

Величина складов должна быть минимально необходимой, что увеличивает использование оборотных фондов предприятия. Согласно норм запаса материала на складах сырьевых материалов запас на складе составляет:

текущий - 2 суток,

страховой - 1 сутки.

Для готовой продукции:

текущий - 2 суток

страховой -

На основании этих данных текущий объем хранящихся на складе сырьевых материалов рассчитывается по формуле:

Vматер.=Qсут.•3

где Qсут. - суточный расход материала, м3;

3 - общий запас материала на складе, сут.

Таким образом, объем гипсового камня, хранящегося на складе:

Vгипс.=2193,85 •3=6582 м3.

Объем склада для рассчитанного объема сырьевых материалов вычисляется по формуле:

Vскл.=Vматер./К ,

где К - коэффициент использования объема склада ( К =0,8)

Объем склада гипсового камня

Vскл.=6582/0,8=8227,5 м3

Ширина (в) склада назначается исходя из принятой его высоты с учетом угла естественного откоса хранимого материала.

в=18 м;

Длина склада определяется по формуле:

Lскл.= Vскл./Fскл,

где Fскл. - часть поперечного сечения склада, заполненная материалом

( определяется путем эскизного представления).

Lскл.=8227,5/90=91,4 м

Примем длину склада 96 м.

1.7 Расчет складов готовой продукции

Строительный гипс хранится на складе силосного типа. Запас на складе делается на четверо суток.

Объем силосного склада [6]:

Vсил.=А •4/365•К•г ,

где Vсил.- объем силосных складов,

К - коэффициент использования объема склада, К=0,9;

4 - общий запас материала на складе, сут.

А- производительность завода, т/год;

г - средняя объемная масса гипса, загружаемого в силосы.

Vсил.=700000 •4/365•0,9•1,3=655,6 м3;

Количество банок - 12 штук, тогда объем одной банки

V1=Vсил/12 = 655,6/12 = 54,63 м3

Высота банки:

h = 4•V/р•d2,

где d - диаметр банки, d=8м;

h = 4•54,63/3,14•82 = 1,08м.

2. Формирование исходных данных для расчёта

Исходные данные для расчёта аппарата представлены в таблице 7.

Таблица 7- Исходные данные для расчёта сушильного барабана, высушиваемый материал - гипсовый камень

Наименование	Обозначение, единица измерения	Численное значение	Источники информации
1. Производительность по высушенному материалу	П, кг/ч	66331	В соответствии с технологическим регламентом
2. Плотность в зерне	с, кг/мі	1300	Приложение 1 /4/
3. Размеры кусков	dк, мм	20	Приложение 1 /4/
4. Влажность начальная	щн, %	5	Приложение 1 /4/
5. Влажность конечная	щк, %	0	Приложение 1 /4/
6. Температура теплоносителя: · на входе · на выходе	t1, °С t2, °С	900 160	Приложение 1 /4/
7. Топливо - природный газ; месторождение Кущевское, Краснодарского края
8. Состав газа (в процентах по объёму)	СО2 СН4 С2Н6 С3Н8 С4Н10 С5Н12 N2	0,1 91,5 4,0 1,6 0,28 0,13 2,39	Приложение 2 /4/
9. Теплота сгорания	Qнр, кДж/мі	37385	Приложение 2 /4/

2.1 Материальный баланс процессов сушки и дегидратации

Производительность сушильного барабана по гипсовому камню:

Пг.к. =П/100-Вх.св ·100, (1)

где П - производительность сушильного барабана по в-полугидрату, кг/ч;

Вх.св. - удаляемая химически связанная вода (1,5Н2О) по реакции дегидратации относительно двуводного гипса, %(масс.).

Пг.к. = 66331 ·100 = 78740,5 кг/ч

100-15,76

Для 4-х барабанов П=16625 кг/ч, Пг.к.=19735,3 кг/ч

Количество испаряемой химически связанной воды:

Wх.св. = Пг.к.-П (2)

Wх.св.=19735,3-16625=3110,3 кг/ч

Количество испаряемой химически несвязанной воды

Wн.св =Пг.к.• щн , (3)

100

где щн-влажность поступающего гипсового камня, %.

Wн.св =19735,3.• 5 =986,77 кг/ч

100

Общее количество испаряемой воды:

W=Wх.св. +Wн.св. , (4)

W=3110,3+986,77=4097,07 кг/ч

2.2 Расчёт процесса горения топлива и параметров продуктов горения на входе в сушилку

В большинстве сушильных аппаратов в качестве сушильного агента используется смесь атмосферного воздуха и дымовых газов, получаемая сжиганием топлива в собственном топочном устройстве. Такую смесь в технической и справочной литературе называют продуктами сгорания топлива.

Сначала, исходя из состава природного газа и стехиометрических соотношений реакций горения каждой горючей составляющей газа, рассчитывается количество продуктов горения (СО2 и Н2О) и количество кислорода (О2), требуемого для горения. Этот расчёт представлен в таблице 8.

Таблица 8- Расчёт горения природного газа (выполнен на 100 мі газа)

Исходные данные для расчёта	Удельн. расход кислоро-да, мі/мі	Расход кислорода, мі, на 100 мі газа	Состав и количество продуктов горения, мі, при нормальных условиях	Расход воздуха, мі
Состав газа (по объёму), %	Реакция горения			СО2	Н2О	О2	N2	Всего
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Состав продуктов горения при б = 1,0
СН4 = 91,5	СН4 + 2О2 > СО2 + 2Н2О	2	183	91,5	183	--	--	274,5	--
С2Н6 = 4	С2Н6 +3,5О2 > 2СО2 + 3Н2О	3,5	14	8	12	--	--	20	--
С3Н8 = 1,6	С3Н8 + 5О2 > 3СО2 + 4Н2О	5	8	4,8	6,4	--	--	11,2	--
С4Н10 = 0,28	С4Н10 +6,5О2 > 4СО2 + 5Н2О	6,5	1,82	1,12	1,82	--	--	2,94	--
СО2 = 0,25	СО2т > СО2д.г.	--	--	0,25	--	--	--	0,25	--
N2= 2,37	N2т > N2д.г.	--	--	--	--	--	2,37	2,37	--
Всего при горении	--	206,82	105,52	203,22	--	2,39	602,19	--
Вовлекается N2: 195,985·79/21	--	--	--	--	--	778,04	778,04	--
Вовлекается Н2О при Хо = 0,005: (195,985 + 737,28)·0,005·1,293/0,805 - здесь 1,293 - плотность воздуха, а 0,805 - плотность пара	--	--	--	7,91	--	--	7,91	--
Итого при б = 1,0	--	--	105,52	211,13	--	780,43	1097,08	885,95
Расходы при б = 2,39
Расход О2: 195,985·3,179	--	494,3	--	--	--	--	--	--
в т.ч. свободного О2	--	--	--	--	287,48	--	287,48	--
Вовлекается N2: 737,28·3,179	--	--	--	--	--	1081,48	1081,48	--
Вовлекается Н2О: 7,495·3,179	--	--	--	10,99	--	--	10,99	--
Итого при б = 3,179	--	--	105,52	222,12	287,48	1861,91	2477,03	2317,23
Объём сухих продуктов горения, мі	--	--	--	--	--	--	2458,13	--
Масса продуктов горения, кг	--	--	207,24	178,36	410,81	2327,39	3123,8	--
Масса сухих продуктов горения, кг	--	--	--	--	--	--	2945,44	--
Плотность сухих продуктов горения, кг/мі	--	--	--	--	--	--	1,198	--
Состав продуктов горения: в % по объёму в % по массе	-- --	-- --	4,25 6,63	8,97 5,71	11,61 13,15	75,17 74,51	100,00 100,00	-- --

Определение действительной температуры горения газа при б = 1,0:

tд = Qнр·з + СТ·tT + б·Vт.в.·Сво·tво , ( 5)

VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2

где Qнр - высшая теплота сгорания топлива, Qнр = 37385 кДж/мі;

з - КПД топки, принимается 0,88 - 0,9;

tT - температура топлива, поступающего на горение, tT = 10°С;

СТ - удельная теплоёмкость топлива при tT, СТ = 1,56 кДж/мі·К;

Vт.в. - теоретический объём воздуха (при б = 1,0), Vт.в. = 8,86 мі;

tво - температура воздуха, поступающего на горение, tво = 10°С;

Сво - удельная теплоёмкость воздуха при tво, Сво = 1,29 кДж/мі·К;

VCO2, VH2O, VN2 - объёмы газов в составе дымовых газов, образовавшиеся от сгорания 1 мі горючего газа, VCO2 = 1,06 мі, VH2O = 2,11 мі, VN2 = 7,8 мі;

СCO2, CH2O, CN2 - удельные теплоёмкости составляющих дымовых газов, их значения определяются соответственно температуре горения топлива.

Так как при выборе значений удельной теплоёмкости tд не известна, то условно назначим температуру в пределах 1500 - 2000°С, и вычислим приближённое значение tд. Примем tд = 1800°С, тогда СCO2 = 2,40 кДж/мі·К, CH2O = 1,92 кДж/мі·К, CN2 = 1,47 кДж/мі·К.

tд = 37385·0,9 + 1,56·10 + 1·8,86·1,29·10 = 1864°С.

1,06·2,4 + 2,11·1,92 + 7,8·1,47

При tд = 1864°С: СCO2 = 2,18 кДж/мі·К, CH2O = 1,7 кДж/мі·К, CN2 = 1,38 кДж/мі·К.

Общий коэффициент избытка воздуха ( б ) определяют как:

б=бг+ бд , (6)

где бг- коэффициент избытка воздуха на горение;

бд - дополнительный коэффициент избытка воздуха (на понижение

температуры дымовых газов.

Дополнительный коэффициент избытка воздуха рассчитывается из уравнения теплового баланса:

(VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2)• tд- (VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2)• t1 ,(7)

бд= VТВ•CВ1·tВ1+ Vт.в.·сво·xво· t1 •CH2O /сH2O - Vт.в.·Сво·tво

где V - объём сухих продуктов горения, образовавшихся из 1 мі газа при б = 1,0;

С - удельная теплоёмкость сухих продуктов горения, кДж/мі·К;

t1 - температура продуктов горения на входе в сушилку, t1 = 900°С;

Св1 - удельная теплоёмкость воздуха при температуре t1, Св1 =1,38 кДж/мі·К;

хво - влагосодержание воздуха, поступающего на горение, хво = 0,005 кг/кг;

сво - плотность воздуха, поступающего на горение, сво = 1,29 кг/мі;

ro - теплота парообразования, при t = 0°С ro = 2481 кДж/кг;

CH2O - удельная теплоёмкость паров воды при t1, CH2O = 1,7 кДж/мі·К;

сH2O - плотность паров воды при нормальных условиях, сH2O = 0,803 кг/мі.

С учётом принятых обозначений:

(VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2)• tд=(1,06•2,4+2,11•1,92+7,8•1,47)•1864=33666,08

(VCO2·СCO2 + VH2O·CH2O + VN2·CN2)• t1= (1,06·2,18+ 2,11·1,7+ 7,8·1,38)•900=14995,62

VТВ•CВ1·tВ1= 8,86•1,7·900=13555,8

Vт.в.·сво·xво· t1 •CH2O /сH2O= 8,86.·1,29 ·0,005· 1,7 •10 /0,803=1,21

Vт.в.·Сво·tво= 8,86.·1,29 •10=114,29

бд= (33666,08-14995,62)/ (13555,8-114,29+1,21)=1,39,

тогда

б=1,00+1,39=2,39

Влагосодержание продуктов сгорания на входе в сушилку:

х1 = Gn/G, (8)

где Gn - масса паров воды в продуктах сгорания,

G - масса сухих газов;

х1 = 178,36 = 0,061 кг/кг.

2945,44

Энтальпию газов на входе в сушилку в кДж/кг можно определить по формуле:

I1 = Qнр·з + СТ·tT + б·Vт.в.·Сво·tво , (9)

G

где б - общий коэффициент избытка воздуха;

Vт.в. - теоретический расход воздуха на сжигание 1 мі газа (при б = 1,0), мі/мі;

G - масса сухих продуктов горения, кг/мі.

I1 = 37385·0,9 + 1,56·10 + 2,39·8,86·1,29·10 = 1152 кДж/кг.

29,45

2.3 Представление процесса сушки на I-x диаграмме, определение параметров горения на выходе из сушилки, определение расходов сушильного агента и топлива

Построение графика процесса сушки начинается с построения точки А, соответствующей параметрам исходного воздуха to=100С и цо=65%. Затем определяется положение точки В (t1=9000С, х1=0,061 кг/кг, I1=1152 кДж/кг), соответствующей расчетным значениям параметров продуктов горения I1и х1 и температуре t1.

Точка С соответствует пересечению линии I1 = const и t2= const. Точке С соответствует х2Т=0,36кг/кг. Это значение будем использовать для определения расхода сушильного агента, но предварительно по (4) определим производительность сушильного барабана по влаге (W):

W=4097,07 кг/ч

Расход сушильного агента L, проходящего через сушильный аппарат, в теоретическом процессе сушки равен:

L=W/ (х2Т-х1)

или L=4097,07/ (0,36-0,061)=19899,67м3/ч.

Для построения на I-х-диаграмме практического процесса сушки необходимо определить величину снижения (потери) энтальпии (Iп) продуктов горения на выходе из сушилки, которую можно представить как

Iп= qn+ (qm+ qx.p.)/L , (10)

где qm - расход теплоты на нагрев материала, кДж/кг ;

qn - потери теплоты в окружающую среду через стенки и наружную

теплоизоляцию сушильного барабана, кДж/кг;

qx.p-расход теплоты на химическую реакцию дегидратации двуводного гипса.

В свою очередь

qm=Пг.к.•( tм2 - tм1)·См+Wп(tсм - tм1)·Св , (11)

где См- удельная теплоемкость высушиваемого материала, кДж/(кг0С);

Wп- производительность сушилки по влаге при условии полного высушивания материала:

Wп= Пг.к.•щн/100, (12)

tсм -средняя температура материала в сушилке, ее можно определить как

tсм= tм1+2/3(tм2 - tм1).

Получаем

Wп= 19735,3.•5/100=5950 кг/ч;

tсм= 10+2/3(80 - 10)=570С;

qm= 19735,3.•( 80 - 10)·0,9+5950(57 - 10)·4,19=8668733,5 кДж/ч.

qn=0,07·I1=0,07·1152=80,64 кДж/кг;

qx.p=Пг.к.·Qх.р. , (13)

где Qх.р-эндоэффект химической реакции (Qх.р=580,7 кДж/кг).

qx.p=19735,3.·580,7=11460288,71 кДж/кг

Величина потери энтальпии:

Iп= 80,64+ (8668733,5+ 11460288,71)/19899,67 =1092,17 кДж/кг

Вернемся к I-х-диаграмме и отложим от т.С вертикально вниз величину Iп в масштабе оси координат. Получим т.D. Эту точку соединим с исходной т.В, на пересечении с t2=1600С, х2=0,184 кг/кг.

Действительный расход влажных продуктов горения, уходящих из сушильного аппарата в расчете на сухие газы будет равен:

по массе - L=W/х2-х, (14)

по объему - Vc=L/ссух,

где ссух- плотность сухих продуктов горения (табл.).

Для рассматриваемого случая расход составит:

L=4097,07/ 0,184-0,061=33309,5 кг/ч

Vc=33309,5/ 1,198=27804,26 м3/ч

Расход природного газа в топке составит:

В=I1•L/QHP·ЮT , (15)

где ЮT - к.п.д. топки, можно принять ЮT = 0,9.

Для рассматриваемого примера

В=1152•33309,5 /37385·0,9 = 1140,5м3/ч.

Удельный расход топлива относительно удаленной из материи влаги:

Вудw = В/W = 1140,5/4097,07=0,278 м3/ч=278 м3/т.

Количество воздуха, необходимого для горения топлива:

Vвг=VТВ.·В . (16)

В нашем случае

Vвг=8,86.·1140,5=10104,83 м3/ч.

Количество воздуха, необходимого для разбавления дымовых газов:

Vвр=( б-1)· VТВ·В. (17)

В нашем случае: Vвр=( 2,39-1)· 8,86·11405,83=14045,71 м3/ч .

Общее количество воздуха:

Vв= Vвг+Vвр, (18)

В нашем случае: Vв= 10104,83+14045,71=24150,54 м3/ч

Количество паров воды в отходящих из сушилки газах:

VН2Ообщ=VН2Опг·В+W/0,803 (19)

VН2Опг -объем паров воды в продуктах сгорания при расчетном (б=2,39) значении

коэффициента избытка воздуха, м3/м3 ,

Получаем: VН2Ообщ=2,2212·1140,5+4097,07/0,803=7635,48 м3/ч

Объем выходящих из сушилки влажных продуктов горения:

Lвл=L+ VН2Ообщ. (20)

В нашем случае: Lвл=33309,5+ 7635,48=40944,98 м3/ч .

Объемное соотношение сухих газов (у1) и паров воды (у2):

у1=L/Lвл ; у2= VН2Ообщ/Lвл. (21)

В нашем случае:

у1=33309,5 / 40944,98=0,814;

у2= 7635,48 / 40944,98=0,186.

Плотность ( при нормальных условиях) смеси влажных газов:

свл= у1 •ссух +у2 •спв , (22)

где ссух - плотность сухих продуктов горения, кг/м3;

спв - плотность паров воды, кг/м3.

В нашем случае: свл= 0,814 •1,198+0,186 •0,803=1,125 кг/м3 .

Плотность влажных продуктов горения при температуре t1:

сt1= свл •273/(273+ t1). (23)

В нашем случае: сt1= 1,125 •273/(273+ 900)=0,262 кг/м3 .

Фактический объем входящих в сушилку при t1 влажных газов (Vвл):

Vвл1= Lвл•свл /сt1. (24)

В нашем случае: Vвл1= 40944,98 •1,125 /0,262=143027,4 м3/ч

На выходе из сушилки при t2=1600С

сt2= 1,125 •273/(273+ 160)=0,709 кг/м3 .

Vвл2= 40944,98 •1,125 /0,709=28854 м3/ч = 8,2 м3/с.

2.4 Определение параметров сушильного аппарата

2.4.1 Определение интенсивности процесса сушки и объёма сушильного барабана

Объём сушильного пространства Vб складывается из объёма Vn , необходимого для прогрева влажного материала до температуры мокрого термометра, при которой начинается интенсивное испарение влаги, и объёма Vс, требуемого для испарения влаги:

Vб = Vn + Vс. (25)

Основная доля приходится на объём Vс.

Для вычисления объёма сушильного пространства применима формула:

Vс = W' , (26) вщ·Дх'ср

где W' - производительность сушилки по влаге, W' = W/3600=1,138 кг/с;

произведение (вщ·Дх'ср) служит мерой интенсивности процесса испарения; в него вошли:

вщ - коэффициент объёмной влагоотдачи, с-1;

Дх'ср - средняя движущая сила прцесса массотдачи, кг/мі.

Коэффициент объёмной влагоотдачи вщ может быть вычислен по эмпирическому уравнению:

вщ = 1,6·10-2·(wср·сср)0,9·n0,7·в0,54·Ро , (27)

С·сср·(Ро - Рср)

где wср - средняя скорость сушильного агента (её принимают не более 2-3 м/с /5/);

сср - средняя плотность сушильного агента при средней рабочей температуре в барабане, кг/мі;

n - частота вращения барабана, обычно не превышает 8 мин-1;

в - степень заполнения объёма барабана высушиваемым материалом, принимается по приложению 8 /5/: для подъёмно-лопастных перевалочных устройств в = 12%;

Ро - давление, при котором осуществляется сушка, Ро = 105 Па;

С - удельная теплоемкость сушильного агента при средней рабочей температуре в барабане, кДж/мі·К; С = 1,32 кДж/мі·К;

Рср - среднее парциальное давление водяных паров в сушильном барабане, Па.

Среднюю плотность сушильного агента сср определяют при средней температуре газов:

tср = t1 + t2 = 900°С + 160°С = 530°С;

2 2

Соответственно: сср = М . То = со . То , (28)

22,4 То + tср То + tср

где со = масса продуктов горения = 3123,8 = 1,26 кг/м3;

объем продуктов горения 2477,03

сср = 1,26 •273 = 0,43 кг/мі.

273 + 530

Среднее парциальное давление водяных паров определяется как:

Рср = Р1 + Р2, (29)

2

где Р1 - парциальное давление водяных паров в газе на входе в сушилку, Па;

Р2 - парциальное давление водяных паров в газе на выходе из сушилки, Па;.

Значения Р1 и Р2 определяются по I-х диаграмме соответственно для точек по формулам:

Р1 = (х1/18)·105 и Р2 = (х2/18)·105 , (30)

1/Мд.г. + х1/18 1/Мд.г. + х2/18

где Мд.г. - средняя молярная масса дымовых газов:

Мд.г. = 22,4·сд.г. = 22,4·1,26=28,22 кг/моль;

Р1 = (0,061/18)·105 = 0,0875·105 Па;

1/28,22 + 0,061/18

Р2 = (0,184/18)·105 = 0,22·105 Па;

1/28,22 + 0,184/18

Рср = 0,0875·105 Па + 0,22·105 Па = 0,154·105 Па.

2

Удельную теплоемкость продуктов горения при средней температуре можно определить как

С=уСО2·ССО2+ уН2О·СН2О+ уО2·СО2+ уN2·СN2 , (31)

Таким образом,

С=0,045·2+ 0,0897·1,33+ 0,1161·1,4+ 0,7517·1,33=1,3673 кДж/м3.

вщ = 1,6·10-2·(3·0,43 кг/мі)0,9·(3)0,7·100,54·105 = 0,3022 с-1.

1,37·0,43 кг/мі·(105 - 0,15·105 )

Движущую силу массопередачи можно определить из уравнения:

Дх'ср = Дх'н - Дх'к , (32)

2,3 ?n(Дх'н/Дх'к)

где Дх'н = х1* - х1 - движущая сила в начале процесса сушки, кг/кг;

Дх'к = х2* - х2 - движущая сила в конце процесса сушки, кг/кг;

х1*, х2* - равновесные содержания влаги на входе в сушилку и на выходе из неё, кг/кг; их значения определяются по I-х диаграмме соответственно точкам пересечения линий tмт1 (температура мокрого термометра для начального состояния) и ц = 100%, tмт2 и ц = 100%;

х1*= 0,44; х2* = 0,21;

Дх'н = 0,44 - 0,061 = 0,379;

Дх'к = 0,21 - 0,184 = 0,026;

Дх'ср = 0,379 - 0,026 = 0,132 кг/мі.

2,31?n(0,278/0,016)

Окончательно:

Vс = 1,138 = 66,1 мі.

0,3022·0,057

Объём барабана Vn, необходимый для прогрева влажного материала, можно определить из следующего уравнения теплопередачи:

Vn = Qn , (33)

Кх·Дtср

где Qn - количество теплоты, необходимое на нагрев материала до температуры

tмт1;

Кх - объёмный коэффициент теплоотдачи, кВт/міК;

Дtср - средняя разность температур, °С.

Расход теплоты можно определить из уравнения теплового баланса:

Qn = М2·См·(tмт - tм1) + W·Свд·(tмт1 - tм1), (34)

где М2 - масса выходящего из сушилки материала, М2 = 4,62 кг/ч;

См - удельная теплоёмкость материала, См = 0,92 кДж/кг·К;

tм1 - температура материала на входе в сушилку, tм1 = 10°С;

tмт - средняя температура “мокрого” термометра:

tмт = tмт1 + tмт2, (35)

2

соответственно tмт1 и tмт2 - температура “мокрого” термометра в начале и в конце сушилки,

tмт1 = 78°С, tмт2 = 70°С,

tмт = 78 + 70 = 74°С;

2

Свд - удельная теплоёмкость воды, Свд = 4,19 кДж/кг·К.

Qn = 4,62 ·0,92 ·(74°С - 10°С) + 0,25·4,19 ·(74°С - 10°С) =333,71 кДж/с

Объёмный коэффициент теплопередачи можно определить из следующего уравнения:

Кх = 16(wср·сср)0,9·n0,7·в0,54; (36)

1000

Кх = 16(3·0,43)0,9·(3)0,7·100,54 = 0,151 кВт/мі·К.

1000

Среднюю разность температур можно определить как:

Дtср = (t1 - tм1) + (t2 - tм2), (37)

2

где t1 и t2 - температура сушильного агента на входе и на выходе из сушилки;

tм1 и tм2 - температура материала на входе и на выходе из сушилки;

Дtср = (900°С - 10°С) + (160°С - 80°С) = 485°С.

2

Объем барабана, необходимого для подогрева влажного материала:

Vn = 333,7 = 4,6 мі.

0,151·485

Общий объем барабана

Vб = Vn + Vс = 4,6 + 66,1 = 70,7 мі.

2.4.2 Определение геометрических размеров барабана и выбор серийной марки оборудования

Для определения внутреннего диаметра барабанной сушилки (Дб) пользуютсяследующей формулой:

Дб = 0,0188· L·Vвг. ,

(1 - в)·w

где L - часовой расход сухого теплоносителя, кг/ч;

Vвг - объём влажных газов в конце барабана на 1 кг содержащихся в них сухих газов, мі/кг, его можно рассчитать как:

Vвг = x2/сH2O + 1/сср,

где сH2O и сср - плотности паров воды и сухого теплоносителя при средней температуре газов в барабане tср; сср = 1,198 кг/мі; сH2O = 0,803 кг/мі;

Vв.г. = 0,184 + 1 = 1,06 мі/кг;

0,803 1,198

в - степень заполнения объёма материалом в долях, в = 0,12;

w - скорость сушильного агента в конце барабана (2-3 м/с).

Дб = 0,0188· 33309,5·1,06 = 2,17 м.

(1 - 0,12)·3

Длину барабана (Lб), м, определяют через объём: Vб = рДбІ·Lб или

4

Lб = 4·Vб ;

рДбІ

Lб = 4 · 70,7 = 19,13 м.

3,14·(2,17)І

Определение угла б' наклона барабана к горизонту:

б' = 30·Lб + 0,007w . 180 ,

Дб·n·ф р

где ф - время пребывания материала в барабане, с;

ф = 3600·М + фх.р.

М2 + (W/2)

где М - количество высушиваемого материала, находящегося в барабане, кг; его можно вычислить как М = Vб·в·см, где см - плотность материала (насыпная), кг/мі;

М = 70,7 · 0,1·1300 кг/мі = 9191кг;

М2 - масса выходящего из сушилки материала, кг/ч, М2 = 16625 кг/ч;

W - количество испаряемой воды, W = 4097,07 кг/ч;

фх.р.-время на химическую реакцию, фх.р.=0,7 ф;

ф = 3600·9191 = 1970 +0,07•1970=2108 с

16625 + (4097,07 /2)

б' = 30·19,13 + 0,007·3 . 180 = 3,81°.

2,17·3·2108 3,14

Частота вращения барабана n, мин-1, определяется по формуле :

n = к·Lб·60 ,

ф·Дб·tgб'

где к - коэффициент, равный к ? 0,4.

n = 0,4·19,13·60 = 4,386 мин-1.

2108·2,17·tg 3,81°

В соответствии с полученными габаритными размерами и техническими характеристиками сушильного барабана был подобран сушильный барабан заводской марки, технические характеристики которого представлены в таблице 9 (табл. 23 /4/).

Таблица 9. Технические характеристики сушильного барабана СМЦ-428.2

Элементы характеристик	2,8 х 20
Уклон, %	1-4
Частота вращения, мин-1	4,2
Тип опорных подшипников	Скольжения
Внутренние теплообменные устройства	Пересыпные полки
Высушиваемый материал	гипс
Влажность, %: начальная конечная	5 0
Производительность, т/ч	25-30

2.4.4 Выбор и расчёт вспомогательных устройств

К вспомогательным устройствам относятся топочные устройства, в том числе газодутьевые вентиляторы, горелки для газообразного топлива, пылеосадительные циклоны и тяговые устройства.

В разрабатываемом проекте расчёту и выбору подлежат циклоны и вентиляторы.

2.4.4.1 Выбор и расчёт циклонов и фильтров

Главной эксплуатационной характеристикой циклона является его производительность по газу V, мі/с. именно по этой характеристике производят первоначальный выбор типа циклона. Выбор и расчёт циклона должен осуществляться комплексно, с учётом входных характеристик (производительности, нагрузки по пыли) сопрягаемого с ним фильтра. Поэтому целесообразно вначале подобрать фильтр /4/.

Фильтр - это аппарат тонкой очистки. В небольших производствах используются в основном матерчатые рукавные фильтры, степень очистки в которых достигает 99,9%. Поэтому дальнейший подбор фильтра будет касаться только рукавных фильтров типа ФВ.

Выбор рукавного фильтра производится по его производительности, которая не должна быть ниже показателя объёмного расхода газа, выходящего из сушильного барабана.

В нашем случае ,согласно приведенным в п.6.4.5. расчетам:

Vвл2=28854 м3/ч=8,2 м3/с.

По приложению 6/4/ подбираются два фильтра типа ФВ-90 с производительностью 4,5 м3/с, величиной фильтрующей поверхности 90 м2 , технические характеристики которых представлены в таблице 10.

Таблица 10. Технические характеристики фильтра типа ФВ-90.

Показатели	Численное значение
Количество секций	6
Количество рукавов в фильтре	108
Длина, мм	3525
Ширина, мм	1580
Высота, мм	4100
Фильтрующая поверхность, мІ	90
Размеры рукавов, мм	диаметр 135, длина 2090
Производительность, мі/с	3,75-4,50
Гидравлическое сопротивление, Н/мІ	800-900
Вес, кг	2000

Затем рассчитывается допустимая пылевая нагрузка на фильтр /13/:

Пн = Пуд·Sф,

где Пуд - удельная пылевая нагрузка на фильтр (не превышает 1 кг/мІ·ч);

Sф - общая площадь фильтрующей поверхности;

Пн = 1 ·90 = 90 кг/ч.

Максимально допустимое содержание (по массе) пыли в газах, выходящих из циклона и поступающих в фильтр, составляет /4/:

Gвлф = Пн ,

Vвл2

Gвхф = 90 = 0,0062 кг/мі = 6,2 г/мі.

14427

На эту величину и следует ориентироваться при выборе и расчёте циклонов.

Первоначальную марку циклона подбирают по производительности, которая не должна быть ниже количества влажных газов, выходящих из сушильного барабана.

По производительности Vвл2 = 4,2 мі/с можно выбрать первоначально группу из шести циклонов типа ЦН (приложение 7/4/) диаметром 700 мм.

Далее следует определить содержание пыли в продуктах горения, выходящих из сушильного барабана, и оценить степень очистки газов в циклоне выбранного диаметра. Если полученное значение Gвых окажется выше полученного выше Gвхр, то следует проверить на эту характеристику другой, меньшего диаметра, циклон и т.д.

Общее содержание (концентрацию) пыли в продуктах горения, выходящих из сушильного барабана и входящих в циклон (Gвхц) можно принять из приложения 8 /13/:

Gвхц = 45 - 80 г/мі.

Принятое значение следует распределить по фракциям, выполняя все расчёты в форме таблицы 11.

Исходя из определения парциального пофракционного коэффициента очистки как

зФi = GулФi ·100,

GвхФi

где GвхФi - содержание пыли i-той фракции на входе в циклон, г/мі;

GулФi - количество улавливаемой в циклоне пыли,

определяется пофракционное количество улавливаемой пыли:

GулФi = зФi·GвхФi .

100 n

Таким образом, окончательное значение Gвых будет равно:

Gвых = Gвх + ?GулФi,

i = 1

где n - число выделенных фракций.

Таблица 11- Материальный баланс процесса пылеочистки в циклоне типа ЦН, D = 700 мм.

Расчётные характеристики	Размеры фракций, мм	Всего
	1-10	10-20	20-30	30-40	40-60	60-90	90-200	>200
Гранулометрический состав (прил. 8/13/), %	50	25	10	7	6	1	0,5	0,5	100
Концентрация пыли, г/мі	40	20	8	5,6	4,8	0,8	0,4	0,4	80
Парциальные коэффициенты очистки (прил. 9/13/)	70	85	94	97	98	99	100	100	--
Уловлено пыли, Gвхфi, г/мі	36	18	8,52	6,43	4,7	0,8	0,4	0,4	75,24
Выход пыли из циклона, Gвых, г/мі	--	--	--	--	--	--	--	--	4,76

Коэффициент очистки всего потока:

з = Gвх - Gвых ·100 = 80 - 4,76 ·100 = 94,05%.

Gвх 80

Так как в прил.9/4/ парциальные коэффициенты очистки приведены для циклона с диаметром 600 мм, то полученный результат по Ю необходимо уточнить с помощью диаграммы в прил.10 /4/.

Уточненное значение коэффициента очистки Ю'=92%

Полученный результат удовлетворяет условию Gвых ? Gвхф, или

4,76 г/мі ? 6,2 г/мі, и, следовательно, циклон и фильтр выбраны верно.

2.4.4.2 Выбор тяговых устройств

Расчётными характеристиками при выборе вентиляторов являются:

– производительность;

– создаваемое давление (или напор).

Производительность должна соответствовать значению Vвл2= 28854 мі/ч.

Общий напор вентилятора ДР должен превышать гидравлическое сопротивление всех вспомогательных устройств (ДРву), которое можно определить как:

ДРву = ДРц + ДРф + ДРс,

где ДРц - гидравлическое сопротивление циклона, Па;

ДРц = о·ссмеси·wцІ,

2

где о - коэффициент гидравлического сопротивления, для циклонов марки ЦН-15:

о = 90;

ссмеси - плотность сухих продуктов горения, принимается по табл. 8,

ссмеси=0,71 кг/мі;

wц - условная (фиктивная) скорость газа в циклоне (отнесённая ко всему сечению), её можно определить как:

wц = V'влфакт·4,

р·DІ

где D - диаметр циклона, D = 700 мм = 0,7 м;

V'вл- расход газа, приходящийся на один циклон,

V'влфакт = 8,2 = 1,37 мі/с;

6

wц = 1,37·4 = 3,56 м/с.

3,14·(0,7)І

Таким образом, для одного циклона:

ДР1ц = 90·0,71·(3,56)І = 404,9 Па,

2

а для шести циклонов: ДР6ц = 6·404,9 Па = 1620 Па.

ДРф - гидравлическое сопротивление фильтра, Па, для одного фильтра марки ФВ-45, согласно таблице 10, ДР1ф = 800 Па, а для двух фильтров: ДР2ф = 2·800 Па= = 1600 Па.

ДРс - гидравлическое сопротивление в сети, Па, его можно принять ориентировочно как 5% от (ДР6ц + ДР2ф), т.е.:

ДРс = 0,05·(1600 + 1620) = 161 Па.

Окончательно получим:

ДРву = 1620 + 1600 + 161 = 3381 Па.

С учётом характеристик Vвлфакт = 28854 мі/ч и ДРву = 3381 Па, согласно приложению 11 /3/, приняты два дымососа серии Д-0,7-37 типоразмера Д-12, технические характеристики которых представлены в таблице 12.

Таблица 12. Технические характеристики дымососа серии Д-0,7-37 типоразмера Д-12.

Показатели	Численное значение
Производительность, тыс.мі/ч	28-35
Полный напор при t = 200°С, Па	1370-2450
Максимальный КПД	0,61
Диаметр рабочего колеса, мм	1200
Потребляемая мощность, кВт	34
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	1773 1940 1810

3. обоснование и выбор оборудования, расчет его потребности

Расчет количества (n) требуемого технологического оборудования производится на основании сопоставления грузопотока на определенном технологическом переделе с паспортной производительностью принятого оборудования и определяется по формуле:

n=Г/П, шт, (2)

где Г - значение грузопотока, т/ч

П - паспортная производительность единицы оборудования, т/ч.

3.1 Выбор и расчет основного технологического оборудования

В производстве строительного гипса применяются следующие виды технологического оборудования: оборудование для дробления материала; оборудование для сортировки материала; оборудование для помола материала; оборудование для обжига материала; оборудование для дозирования и транспортировки материала; вспомогательное оборудование; грузоподъемное оборудование.

3.2 Выбор и расчет оборудования узла первич...