Выбор и расчет оборудования помольного отделения

В промышленности строительных материалов тонкому измельчению (помолу) подвергаются различные сырьевые материалы. В зависимости от свойств материала и требований к конечному продукту применяются мельницы разнообразных конструкций: барабанные, кольцевые, валковые, вибрационные, ударного действия (шахтные и корзинчатые), самоизмельчения и струйные.

Наибольшее применение для помола строительных материалов имеют барабанные мельницы. В зависимости от соотношения длины и диаметра барабана они называются шаровыми (L/D 3). Эти мельницы могут быть периодического и непрерывного действия, работающие по открытому и замкнутому циклу.

Барабанные мельницы обычно работают в сочетании с дозирующим, транспортным, классифицирующим оборудованием, образуя единый технологический процесс.

Для выбора конкретного оборудования, входящего в состав измельчительной установки, необходимо составить технологическую схему цепи аппаратов, расположив всё оборудование в технологической последовательности. Выбор конкретной барабанной мельницы производится по данным таблицы, ориентируясь на расчётную производительность и с учетом необходимой тонкости помола. С учетом необходимой тонкости помола (остаток на сите 008 до 10%), мельница работает по отрытому циклу (на проход). В таблице 13 приведены технические характеристики для выбранная трубной многокамерной мельницы.

Таблица 13. Технические характеристики трубной многокамерной мельницы для тонкого помола вяжущего.

Элементы характеристики	2.6×13 (сухое измельчение).
Диаметр барабана, мм.
Длина барабана, мм.
Частота вращения барабана, мин?1
Количество камер
Ориентировочная производительность, т/ч (по шлаку).	26−120.
Масса мелющих тел, т.
Мощность электродвигателя, кВт.
Масса мельницы (без двигателя и шаров), т.

Производительность мельницы определяется по эмпирической формуле:

Q= 6,45 • V • (G/V)^0.8 • q • K • 1,15, т/ч где V-рабочий объём мельницы, V = р • D • h/4 = 3,14 • 2,6² • 13/4 = 69 м³; D — диаметр барабана в свету, D = 2600 мм = 2.6м; G — масса мелющих тел, т;

L — длина барабана, м ц=0.3 — коэффициент загрузки мелющих тел, г=4.5т/мі - объемная плотность мелющих тел,.

q — удельная производительность мельницы в зависимости от вида размалываемого материала и вида помола, т/кВт-ч, принимается по таблице, q = 0.04;

К — поправочный коэффициент на тонкость помола, К= 0,86.

Q= 6,45 • 69 • (93,13/69)^0.8 • 0,04 • 0,86 • 1,15=6,8 т/ч Мощность привода шаровых мельниц определяется по формуле:

мин^-1

зк.п.д. привода (з=0.9).

К мельнице подбираем электродвигатель серии 4А: 4А 90L293 и цилиндрический редуктор общего назначения Ц2С.

Из порошкообразное вяжещее транспортируется на склад готовой продукции пневмотранспортом. Пневматический транспорт применяется для транспортирования сыпучих материалов. Приведённая длинна трубопровода рассчитывается по зависимости:

L_пр =? L_r +? L_B +? L_эк +? L_эп, м, где? L_r — сумма длин горизонтальных участков, м.

• ? L_B — сумма длин вертикальных участков, м
• ? L_эк — сумма длин эквивалентных количеству колен под углом 90?, м
• ? L_эп — сумма длин эквивалентных количеству переключателей.

Для одного двухходового переключателя? L_эп = 8 м.

L_пр = 87 + 28 + 4•8 + 8•8 = 211 м.

Определение расходов воздуха Gв производится по расчётной производительности установки и весовой концентрации аэросмеси.

Gв = Q / (3,6 • с_в • м), мі/с.

Q — расчётная производительность установки, т/ч (Q = 78,74 т/ч) с_в — плотность воздуха при нормальном атмосферном давлении, с_в = 1,2 кг/мі.

м — массовая концентрация смеси (м = 40).

Gв = 78,74 / (3,6 • 1,2 • 40) = 0,456 мі/с.

Рабочая скорость потока: V_р = 20 м/с (табличное значение) Определяем внутренний диаметр трубопровода:

D_вн = 1000 • = 1000 •.

По таблице принимаем стальную бесшовную трубу с наружным диаметром 194 мм и толщиной 5 мм. По таблице подбираем пневмовинтовой насос, ориентируясь на производительность и дальность транспортировки материала.

Таблица 14. Характеристика пневмовинтового насоса.

Производительность, т/ч.
Приведенная дальность подачи, м по вертикали, м.	230 30.
Рабочее давление в смесительной камере, кПа.
Диаметр транспортируемого цементопровода, мм.
Расход сжатого воздуха, м3/мин.
Установленная мощность привода, кВт.
Масса, кг.

Для хранения готовой продукции предусматриваются силосы-цилиндры с днищем, оборудованным разрыхляющими устройствами, выбор которых осуществляется в зависимости от суточной производительности завода. Вместимость силосного склада:

V =.

А — суточная производительность завода (А=2380,95т) С_н — число суток нормативного запаса (С_н=3 суток) с = 1,2 — плотность вяжущего вещества.

V =.

Исходя из полученной вместимости склада, подбираются 2 прирельсовых склада 409−29−66, техническая характеристика приведена в таблице 15.

Таблица 15. Техническая характеристика 409−29−66.

<…

кг/с произведение (в_щ· Дх'_ср) служит мерой интенсивности процесса испарения; в неё вошли:

в_щ — коэффициент объёмной влагоотдачи, с^-1;

Дх'_ср — средняя движущая сила массопередачи, кг/мі.

Коэффициент объёмной влагоотдачи в_щ может быть вычислен по эмпирическому уравнению:

где w_ср — средняя скорость сушильного агента (её принимают не более 2−3 м/с /8/);

с_ср — средняя плотность сушильного агента при средней рабочей температуре в барабане, кг/мі;

n — частота вращения барабана, обычно не превышает 5−8 мин^-1

в — степень заполнения объёма барабана высушиваемым материалом, принимается по приложению 8 /6/: для подъёмно-лопастных перевалочных устройств в = 12%;

Р_о — давление, при котором осуществляется сушка, Р_о = 101 308 Па;

С — удельная теплоемкость сушильного агента при средней рабочей температуре в барабане, кДж/мі· К; С = 1,36 кДж/мі· К;

Р_ср — среднее парциальное давление водяных паров в сушильном барабане, Па.

Среднюю плотность сушильного агента с_ср определяют при средней температуре газов:

Соответственно:

кг/мі.

где с_о — принимается по таблице 8, с_о = 1,35 кг/мі;

кг/мі.

Среднее парциальное давление водяных паров определяется как:

Па 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;.

Па Значения Р₁ и Р₂ определяются по I-х диаграмме соответственно для точек В и С или по формулам:

Па.

Па П — давление, при котором происходит процесс сушки.

Па.

Па Движущую силу процесса влагоотдачи можно определить из уравнения:

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 t_мт1 (температура мокрого термометра для начального состояния) и ц = 100%, t_мт2 и ц = 100%;

х₁^*= 0,3; х₂^* = 0,2;

Дх'_н = 0,3 — 0,043 = 0,257;

Дх'_к = 0,2 — 0,19 = 0,001;

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

.

где Qn — количество теплоты, необходимое на нагрев материала до температуры tмт1;

К_х — объёмный коэффициент теплоотдачи, кВт/міК;

Дt_ср — средняя разность температур, °С.

Расход теплоты можно определить из уравнения теплового баланса:

Q_м = П_с· С_м·(t_мт — t_м1) + W· С_вд·(t_мт1 — t_м1),.

Q_м=.

где П_с — производительность по выходящему из сушилки материалу в пересчете на нулевую влажность, кг/с;

кг/с;

W-производительность по общему количеству воды в материале, кг/с.

кг/с.

С_м — удельная теплоёмкость материала, С_м = 0,75 кДж/кг· К;

t_м1 — температура материала на входе в сушилку, t_м1 = 10 °C;

t_мт — средняя температура «мокрого» термометра:

.

соответственно t_мт1 и t_мт2 — температура «мокрого» термометра в начале и в конце сушилки,.

t_мт1 = 70 °C, t_мт2 = 75 °C,.

С_вд — удельная теплоёмкость воды, С_вд = 4,19 кДж/кг· К.

Объёмный коэффициент теплопередачи можно определить из следующего уравнения:

Среднюю разность температур можно определить как:

°С.

°С где t₁ и t₂ — температура сушильного агента на входе и на выходе из сушилки;

t_м1 и t_м2 — температура материала на входе и на выходе из сушилки;

°С.

V_б = 26,53+54,6=81,13.

Согласно полученным данным:

.

Для сушильных барабанов показатель находится в пределах 50−60. Следовательно, расчет выполнен правильно.

Параметры.	409−29−66.