Проект цеха по производству древесноволокнистых плит мощностью 140 тонн в сутки с расчетом отделения стадии проклейки (стр. 10 из 11)
x0 = 0,005 кг/кг I0 = 23 кДж/кг
При нагревании воздуха до температуры t1 = 160°С его энтальпия увеличивается до I1 = 178 кДж/кг. Так как нагрев сушильного агента осуществляется через стенку, влагосодержание остается постоянным: x0 = x1.
Для определения параметров отработанного воздуха строим рабочую линию сушки на диаграмме I – x.
Запишем уравнение рабочей линии сушки:
∆ = I2 – I1/(x – x1) илиI2 = I1 + ∆(x – x1) (12)
где ∆ - разность между удельным приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере, которая определяется при составлении внутреннего теплового баланса сушилки, кДж/кг влаги:
∆ = 4,19 · Ө1 – G · cм · (Ө2 - Ө1) / W – qп (13)
где qп – удельные потери тепла в окружающую среду на 1 кг испаренной влаги, принимаем qп = 22,6 кДж/кг.
Получаем:
∆ = 4,19 · 5 – 1,565 · 1,43 (70 – 5)/1,305 – 22,6 = -113,12 кДж/кг влаги
Для построения рабочей линии сушки необходимо знать координаты (x и I) минимум двух точек. Координаты одной точки известны: x1 = 0,005; I1 = 178. Для нахождения координат второй точки зададимся произвольным значением x и определим соответствующее значение I по формуле (12).
Пусть x = 0,02 кг/кг, тогда соответствующее ему значение энтальпии:
I2 = 178 - 113,12(0,02 – 0,005) = 176,3 кДж/кг
Далее проводим линии на диаграмме I – x через две точки с координатами x1 = x0 = 0,005 кг/кг, I1 = 178 кДж/кг и x = 0,02 кг/кг, I2 = 176,3 кДж/кг до пересечения с заданным параметром отработанного воздуха, t2 = 70°С. Конечное влагосодержание отработанного воздуха x2, кг/кг, составит:
x2 = 0,037 кг/кг
Подставляя значения в формулу (7), получим:
В окружающую среду расход тепла Qпот, кВт, принимаем равным 10% от полного расхода тепла Qполн, кВт, который определяем по формуле:
Qполн = Qмат + Qисп + Qвозд + Qпот (14)
Соответственно полный расход тепла составит:
Qполн = (429,53 + 3460,7 + 6251,8) 100/(100 – 10) = 11269 кВт
Выбираем стандартную аэрофонтанную сушилку, используемую на заво-дах по производству ДВП.
При получении в сутки 140 т древесноволокнистых плит на первой стадии сушки испаряется 69955,65 кг воды. Соответственно производительность по испаряемой влаге Gв1, кг/ч составит:
Gв1 = 69955,65 кг/сутки = 69955,65/24 = 2915 кг/ч
Из расчетов следует, что необходимо установить четыре аэрофонтанных сушилки одна из которых является резервной.
Технические характеристики сушилки приведены в табл. 8.
Таблица 8
Техническая характеристика аэрофонтанной сушилки
| Параметр | Значение |
| Производительность (по испаряемой влаге), кг/ч | 1000 |
| Температура воздуха после калорифера, °С | до 160 |
| Температура воздуха при выходе из сушилки, °С | до 70 |
| Скорость воздуха во внутренней трубе, м/с | 15 -20 |
| Скорость воздуха в наружной трубе, м/с | 3 - 4 |
| Диаметр внутренней трубы, мм | 400 |
| Высота сушилки, м | 15,2 |
| Ширина, м | 7,4 |
| Общая длина труб, м | 46 |
4.8.2 Подбор сушильной установки второй ступени сушки
Вторая ступень сушки происходит в барабанных сушилках. В сушилке второй ступени используется принцип низкой температуры при большом объеме агента сушки. В табл. 9 приведены технические данные барабанных сушилок.
Таблица 9
Технические характеристики барабанной сушилки
| Показатели | Значение |
| Производительность (по испаряемой влаге), кг/ч | 2886 |
| Температура воздуха на входе в сушилку, °С | 180 - 205 |
| Температура воздуха на выходе из сушилки, °С | 50 |
| Перепад давления в сушилке, Па | 2820 |
| Производительность вентилятора, м3/ч | 61200 |
| Диаметр передающего клапана, м | 0,95 |
| Скорость воздуха, м/с | 19 |
| Объем воздуха, проходящего через сушилку, приведенныйк стандартной температуре 21°С, м3/ч | 52500 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 75 |
При получении в сутки 140 т древесноволокнистых плит на второй стадии сушки испаряется 132547,55 кг воды. Соответственно производительность по испаряемой влаге Gв2, кг/ч составит:
Gв2 =132547,55 кг/сутки = 132547,55/24 = 5522,8 кг/ч
Из расчетов следует, что необходимо установить три барабанных сушилки одна из которых является резервной. Согласно ОСТ 26-01-447-85 можем использовать сушилки барабанного типа БН2,5-14НУ-03 или БН2,8-14НУ-03.
4.9 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, м3/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 wвх = 18 м/с производительность циклона составит 6000 м3/ч, а при wвх = 12 м/с – 4000 м3/ч, т.е. производительность циклона при любой входной скорости по сравнению с w18 можно пересчитать по формуле:
Vi = wвхi/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 сеченияцилиндрическойчасти корпуса, м2 | Производительность,м3/ч | Рабочий объем бункера, м3 | 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 Qk – тепло калорифера, Вт; К – коэффициент теплопередачи, Вт/м2·град; ∆tср – среднелогарифмическая разность температур, °С.
Тепловая нагрузка аппарата Qk, Вт, равна расходу тепла на сушку.
Qk = Lс.г ·(I1 – I0) (17)
где Lс.г – расход сухого газа, кг/с; I1 и I0 – энтальпии воздуха при температурах t1 =160°С и t0 = 5°С.
Расход сухого газа Lс.г, кг/с, определяем из материального баланса сушилки:
Lс.г = W/(x2 – x1) (18)
Lс.г = 1,305/(0,037 – 0,005) = 40,78 кг/с
Тогда:
Qk = 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 t2н = 300°С и конечной температурой t2к = 155°С.
Определим среднелогарифмическую разность температур ∆tср, °С по уравнению:
∆tср = (∆t/ - ∆t//)/ln(∆t//∆t//) (19)
где ∆t/ - большая разность температур греющего теплоносителя и воздуха; ∆t// - меньшая разность этих температур.
Получим:
∆tср = [(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, м2 | Поверхность однойпластины, м2 | 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 м3/ч; Dб=1160 мм |
| 2 | сортировочная машина | 1 | G=60 насыпных м3/ч |
| 3 | дезинтегратор | 1 | G=18 насыпных м3/ч; H=825 мм;L=2300 мм;B=1620 мм |
| 4 | расходный бункер щепы ДБО-60 | 3 | V=60 м3 |
| 5 | пропарочная установка “Бауэр-418” | 2 | G=5 т/ч |
| 6 | смеситель | 4 | V=1 м3;Hг=1834 мм;D=1206 мм |
| 7 | дефибратор RT-70 | 2 | G=70 т/сут |
| 8 | расходный бак смолы | 1 | V=1,5 м3 |
| 9 | расходный бак парафина | 1 | V=1,5 м3 |
| 10 | вентиляторы | - | Q=6,39 м3/с |
| 11 | калорифер | - | F=500 м2 |
| 12 | циклон | - | S=0,502 м2Vр=0,56 м3 |
| 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