粘土烘干机课程设计.doc

明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 1 目录目录 摘摘 要要 1 英文摘英文摘 要要 2 第第 1 章章 前前 言言 3 1 任务来 源 3 2 设计依 据 3 3 工艺流程的选 择 15 4 气候条 件 16 5 环境要 求 16 第第 2 章章 产量及燃料燃烧的有关计产量及燃料燃烧的有关计 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 2 算算 17 1 烘干机的每小时产 量 17 2 燃料燃烧的有关计 算 17 2 1 单位燃料燃烧的空气需用 量 17 2 2 烟气生成 量 18 2 3 燃烧温 度 19 第第 3 3 章章 粘土粘土烘干机的选型计烘干机的选型计 算算 19 19 1 烘干机的物料平衡及热平衡计 算 20 1 1 确定水的蒸发 量 20 1 2 求 20 1 3 废气生成 量 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 3 21 2 选定蒸发强度 A 值 确定烘干机容积 V 及烘干机的规格 D L 22 3 电机拖动功率复 核 23 4 烘干机热效率的计 算 24 5 废气出烘干机的流 速 24 6 根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布 置 24 6 1 收尘设备选 型 24 6 2 总的收尘效 率 25 6 3CLT A 型旋风收尘器原理和性能描 述 25 7 确定燃烧室及其附属设 备 25 7 1 燃烧室的型式选 择 26 7 2 计算炉篦面 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 4 积 26 7 3 计算炉膛容 积 26 7 4 计算炉膛高 度 26 7 5 燃烧室鼓风机鼓风量计 算 26 第四章第四章 烟道阻力损失及烟囱计烟道阻力损失及烟囱计 算算 27 27 1 烟道计 算 27 1 1 烟气流速与烟道断 面 27 1 2 烟道总阻力及烟气温度计 算 2 7 2 烟囱高度计 算 30 3 烟囱的直 径 32 3 1 烟囱出口直 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 5 径 32 3 2 烟囱底部直 径 32 第五章第五章 总总 结结 32 32 参考文参考文 献献 34 34 致致 谢谢 35 35 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 1 3 53 5 吨吨 年粘土烘干机的设计年粘土烘干机的设计 摘要 摘要 本课题设计的是 3 5 万吨 年粘土回转烘干机 粘土是生产水泥的主要原 料 回转烘干机对粘土的烘干对水泥生产有重要的作用 针对课题设计采用顺 流式烘干机 回转烘干机内部装置选择抄板式 根据产量可以确定烘干器的规 格 物料从进料口进入烘干机 烟气从相同的方向进入烘干机 对物料进行烘 干 本设计用煤是从课本上提供的铜川烟煤对烟气进行计算 以确定废气量 功率 燃烧室选用层燃燃烧室 收尘设备选用旋风收尘器 关键词关键词 3 5 万吨 年矿渣 顺流式 烘干机 收尘设备 鼓风设备 管路布置 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 2 The design of the 3 5 tons year clay dryer English abstract This topic design the rotary dryer is 35000 tons year clay clay is the main raw material the production of cement rotary dryers for the drying of clay of cement production has an important role In view of the subject design USES th dryers rotary dryer internal device select copy plate according to the production can be sure of the specifications of the dryer Material from the inlet into the dryer the direction of the flue gas from the same into the dryer drying the supplies This design coal from textbook provides tongchuan coal for calculation the flue gas to determine the exhaust and power Choose layer combustion chamber combustion chamber the dust collecting equipment selection of cyclone dust collector Key words 35000 tons year slag th dryers dust collecting equipment air blast equipment piping layout 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 3 第一章第一章 前言前言 1 任务来源 年产量为 3 5 万吨的黏土 初水分为 25 湿基 终水分为 2 湿基 的干燥过程设备选取及工艺设计 2 设计依据 物性 粘土的绝干比热容 0 94kJ kg 14 物料离开干燥器的温度 80 1 天然粉状粘土密度为 1 82 1 90 g cm cm cm 9 进烘干机高温混合气温度 tm1 900 1 粉质粘土粒径小于 0 005mm 8 出烘干机混合气温度 tm2 80 1 进料温度 20 1 出料温度 80 1 煤粉的有关物性 煤粉的 1 1 1 3 1 常温下煤的比热容为 1 26 kJ kg K 11 296 1 3 NmkJca 1 36 1 3 NmkJcf 1 煤的工业 元素分析表 1 种类产地工业分析 MarMadAadAdVdaf 烟煤铜川 1 620 7017 18 15 58 种类产地元素分析 CdafHdafQdafNdafSdaf 烟煤铜川 84 233 305 511 135 83 低位放热量 Qnet MJ kg 28 45 其它参数 燃烧室热效率一般为 75 左右 1 水的比热容 4 19kJ kg 1 干燥器表面与环境之间的传热系数 k2505 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 17 二 2501 8 三 4002 5 四 7004 0 200 50010 干机 新 改 扩建 二 四 1501 1 20015 第二章第二章 产量及燃料燃烧的有关计算产量及燃料燃烧的有关计算 1 根据给定的终水分 2 的物料年产量 3 5 万吨每年确定烘干机的实际每小时的 产量 Gw2 89 4845 31 85 0 24365 35000000 K0 124365 G G 1 W2hkg 2 燃料燃烧的计算 2 1 单位燃料燃烧的空气需用量 基间的转换 17 6923 84 100 18 177 0 100 100 100 daf adad adC AM C 53 6817 69 70 0100 62 1100 100 100 ad ad ar arC M M C 71 23 3 100 18 1770 0 100 100 100 daf adad adH AM H 68 271 2 70 0100 62 1100 100 100 ad ad ar arH M M H 52 4 51 5 100 18 1770 0 100 100 100 daf adad adO AM O 48 452 4 70 0100 62 1100 100 100 ad ad ar arO M M O 93 013 1 100 18 1770 0 100 100 100 daf adad adN AM N 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 18 92 093 0 70 0100 62 1100 100 100 ad ad ar arN M M N 79 483 5 100 18 1770 0 100 100 100 daf adad adS AM S 74 479 4 70 0100 62 1100 100 100 ad ad ar arS M M S 02 1718 17 7 0100 62 1100 100 100ar ar ad ad A M M A 理论需氧量 43 1 100 4 22 32 48 4 32 74 4 4 68 2 12 53 68 100 4 22 3232412 3 0 2 kgNm OSHC Vo arararar 理论空气量 82 6 48 474 4 033 068 2267 053 68089 0 033 0267 0089 0 21 100 3 2 燃料kgNm OSHCVVararararOa 实际空气量 18 882 62 1 3 燃料kgNmVVaa 2 2 烟气生成量 3 03 748 4 0263 0 92 0 008 074 4 033 0 62 1 0124 0 68 2 323 0 53 68089 0 0263 0008 0 033 0 0124 0 323 0 089 0 0 kgNm ONSMHCVarararararar 39 8 82 6 12 1 03 7 1 300 kgNmVVVa 2 烟气的成分和密度 28 1 10012 4 2253 68 100 4 22 12 3 22kgNm Car VcoCO 量为 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 19 3 32 0 100 4 22 18 62 1 2 68 2 100 4 22 182 ar 22kgNm MH VOH ar OH 量为 03 0 100 4 22 32 74 4 100 4 22 32 3 ar 22kgNm S VSOSO 量为 46 6 21 79 43 12 1 100 4 22 28 92 0 21 79 100 4 22 28 2 3 0 22 kgNm Vo N VN ar N 量为 29 043 1 12 1 1 30 222kgNmVVOOO 量为 38 30 2809 77325 3644 0188 344 3 15 01 0 01 0 kmolkg MM igasxigas 36 1 4 22 38 30 4 22 0 kmolkg M gas 2 3 燃烧温度 设进窑炉的煤和空气的温度均为 20 度 差表可知 36 1 3 NmkJcf 296 1 3 NmkJca 燃料的收到基低位放热量 91 25979 62 125 48 474 4 10968 2103053 68339 25 1091030339 煤kgKJ MOSHCQ ararararararner 05 3125 39 8 20296 118 82036 1 91 25979 1 ct cvc tcvtcQ t th aaaffnet th 1 68 18003125 05 68 1 1900 Ctth Ctth 0 th 15 1860 30243192 05 31253192 1800 1900 t 1900 实际温度 11 139515 186075 0 thp tt 第三章第三章 粘土粘土烘干机的选型计算烘干机的选型计算 10 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 20 1 烘干机的物料平衡及热平衡计算 1 1 确定水的蒸发量 每小时水分蒸发量 hKg v vv Gm ww 07 1486 25 100 2 25 89 4845 100 1 21 2 假设厂址地区平均温度为环境冷空气温度 20 度 则011 0 70 00 x 1 2 求 干烟气水汽 高温烟气湿含量 KgKg MHAV MHxV x ararara arara fl 034 0 62 168 2902 17 182 62 1293 1 62 168 29011 082 62 1293 1 9 1293 1 9 293 1 1 0 0 0 15 1837 62 168 2 902 17 182 6 2 1293 1 4782 62 1293 1 2036 1 62 1 68 2 92591 2597975 0 9 1293 1 293 1 1 0 0 0 干烟气 热含量 kgkJ MHAV IVtcQ I ararara affgr fl 7525 1 100 25 19 4 100 25100 94 0 100100 100 11 11 为水的比热为石灰石绝干比热 wm wm w m cc v c v cc 09 198207525 1 07 1486 89 4845 2019 4 11 1 2 1 m w w wm c m G cq 005 1 100 2 19 4 100 2 100 94 0 100100 100 22 22 v c v cc wm w m 08 6409 19817 262 17 26280005 1 07 1486 89 4845 12 2 2 2 2 mmm w m w w m qqq c m G q 73 6665 2 08 64 65 2 07 1486 60 9 8222 0 6 3 9 82122 214 3 6 3 2 1 kgkJqq kgkJq mDLF m tkF q lm l l 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 21 59 1009 0236 0 333 0 73 6624 1030 1212 干空气KgKgxxII 23 3 0236 0 333 0 11 12 xx lm 每小时干燥介质用量 480023 307 1486 11 hkglmL mwm 干混合气 825 0 011 0 0236 0 0236 0034 0 2 1 1 A fl xx xx n混合比 当时 蒸发 1Kg 水的燃料消耗为 0 k 159 0 825 01 62 168 2902 17 182 62 1293 1 23 3 1 9 1293 1 1 0 1 水 kgg nMHAV l m ararara m f 每小时燃料消耗 hkgmmM wff 29 23607 1486159 0 1 3 废气生成量 07 1486 14 2630 825 01 1 4800 1 1 86 2169 825 01 825 0 4800 1 hkg hkg n L hkg n n L i i m m 水汽 烟气 干空气 出口的废气为 80 则 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 22 74 7360 854 0 07 6286 07 628607 14864800 854 0 2933 0 64 2300 1 52 3405 1 84 41 64 2334 52 84 41 2933 0 05 1 80273 273 36 1 k00 1 3 3 3 3 3 hNm m V hkgmLm mkg VVV mkg mkg mg i i m wm 平均密度 比例分别为三种物质在废气中所占 水汽空气烟气 水汽 烟气 空气 2 选定蒸发强度 A 值 确定烘干机容积 V 及烘干机的规格 D L 几种回转烘干机水分蒸发强度 A 值 Kg m3 h 2 粘土 1 粘土 2矿渣 石灰石 水 分A 值水 分A 值水 分A 值水 分A 值 1022 10 28 5 10 35 2 12 3 15 29 15 38 15 40 3 16 5 20 33 20 43 20 45 4 20 5 25 36 25 47 25 49 5 24 4 30 52 6 26 5 1 5 1 2 10 35 1022 10 28 5 10 35 2 10 5 15 29 15 38 15 40 3 15 3 20 33 20 43 20 45 4 17 2 25 36 25 47 25 49 5 22 8 30 52 6 22 5 2 2 1 2 10 33 7 1022 10 19 5 10 30 2 9 6 15 29 15 26 15 35 3 13 8 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 23 20 33 20 32 20 37 4 17 9 25 36 25 39 25 39 5 21 5 30 40 6 23 6 2 4 1 8 10 34 烘干机规 格 烘干物料初水分干料产量单位容积 蒸发强度 蒸发水量热耗 10600028 56006110 154900388005400 203800439005070 1 5 12 粘土 2531004710004860 101300028 513005820 15105003817305150 2083004319604800 2 2 12 粘土 2567004721404690 101590019 515906030 15130002621305360 20110003225804980 2 4 18 粘土 25100003931804730 32 2 2 m 6 45122 2 4 14 3 4 122 2 LDV 则烘干机容积定选取规格为根据产量可以由下表决 3 电机拖动功率复核 系数系数 k k 值值 物料填充率 0 10 150 200 25 单筒回转烘干机的 k 值 0 0490 0690 0820 092 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 24 kW4 383 6947 4122 2092 0N m kg3 694 6 45 5 07 148689 4845 V t mG h5min2 297 210200 5 25 210 190015 0120 vv200 A vv120 t m gk1900 069 0k15 0 LnkDN 3 3w2w m 21 21 3 m 3 停 停 粘土密度查到为 则填充率为根据上表 假定取物料 4 烘干机热效率的计算 5 63 100 01 25979159 0 20 8089 12490 100 Qm ttc2490 1 netf 12w 5 废气出烘干机的流速 sm D t V W i i m m 93 0 100 25 100 2 2 4 14 3 3600 273 80273 74 7360 100 100 4 3600 273 273 2 1 2 2 6 根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置 6 1 收尘设备选型 排风量 2 1 89 883274 73602 11 3 111 一般取考虑漏风和储备的系数khmVkV m 46 16 89 8832 10 389 4845 3 3 1 1 2 mg V G c w 废气含尘浓度 之间 值应在 m75 5548 3 105 6 19652 tt g w 800 48 3 4 3600 07 6286 4 3600 1mm w Q D 07 6294 4 14 3 48 38 03600 4 3600 322 1 hmwDq 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 25 个 因此需要所需旋风筒的个数 240 1 07 6294 89 8832 1 q V n 6 2 总的收尘效率 21 99 100 16460 13016460 100 1 21 1 c cc 6 3CLT A 型旋风收尘器原理和性能描述 因此 选用 CLT A 型旋风收尘器 它的特点是结构完善 能在阻力较小的 条件下具有较高的收尘效率 收尘器的阻力系数为105 根据气体流量和含尘 浓度的大小选用直径为回转式烘干机的生产型旋风收尘器的ACLTmmD 800 1 流程如图所示 其主要附属设备有烘干机燃烧室 喂料与卸料设备 收尘器和 排风机等 湿物料由皮带机 2 送至喂料端锻 经下料溜子进入烘干机 5 回转式烘干机 筒体转速一般为 2r min 5r min 倾斜度一般为 3 6 物料在筒体回转时 由 高端向低端运动 从低端落入出料罩 经翻板阀卸出 再由皮带机运走 而热气体 由燃烧室 3 进入烘干机筒体 与物料进行热交换 使物料强烈脱水 气体温度下降 废 气经出料罩 收尘器 6 由排风机 7 经烟囱 8 排至大气 所需旋风筒 的个数为 2 7 确定燃烧室及其附属设备 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 26 7 1 燃烧室的型式选择 燃煤量小于 200Kg h 时可以选人工操作 燃烧室 燃煤量大于 200Kg h 选用 机械化操作燃烧室 由于 hkghkgM f 200 29 236 故选择机械化操作燃烧室 7 2 计算炉篦面积 燃烧室炉蓖面积热强度 3 mkWqF 燃烧室型式 通风方式及煤种人工操作燃 烧室 回转炉蓖 燃烧室 倾斜推动炉 蓖燃烧室 振动炉蓖燃 烧室 人工通风烟煤无烟煤 810 930 930 1050 930 10505 80 810 810 930 810 930 930 1160 900 1160 自然通风烟煤 无烟煤 350 580470 700 520 700 520 700 从表中可以看出 取 则炉蓖面积 3 1000mkWqF 2 705 1 10003600 91 2597929 236 3600 m q QM F F netf 7 3 计算炉膛容积 燃用挥发分较高的煤 如烟 3 k350 290mW度一般为层燃燃烧室的容积热强 煤 时可取低值 燃用挥发分较低的煤 如无烟煤 时可取高值 则取 3 300mkJqV 68 5 3003600 91 2597929 236 3600 3 1 2 m q QM V v netf 7 4 计算炉膛高度 m F V H33 3 705 1 68 5 2 7 5 燃烧室鼓风机鼓风量计算 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 27 3 871 101 101 273 20273 29 23618 8 2 15 07 0 273 273 7 0 3 0 3 hm p pt MVkV a a fa KpaP Ct hmV k a a 101 20 10 8 2 1 50 0 3 当地大气压 燃烧室冷空气进入温度 理论空气用量 为 空气系数 取 鼓风机储备系数 取 根据风量鼓风机可以选型为 D900 2 8 0 98 离心式鼓风机 其具体参数如下 第四章第四章 烟道阻力损失及烟囱计算烟道阻力损失及烟囱计算 1 烟道计算 1 1 烟气流速与烟道断面 混合煤气发热量 Q 2000Kcal Nm3 煤气消耗量 B 7200Nm3 h 当 1 2 时 上面计算得烟气量为 8 39Nm3 Nm3煤气 烟气重度 1 05Kg Nm3 出炉烟气量 为 V 7200 8 39 60408 Nm3 h 16 78Nm3 S 计算分四个计算段进行 烟道内烟 气流速可参考下列数据采用 烟道烟气流速 烟气温度 400 400 500500 700700 800 烟气流速 Nm s 2 5 3 52 5 1 71 7 1 41 4 1 2 1 2 烟道总阻力及烟气温度计算 第 计算段 炉尾下降烟道 烟道长 2 5m 竖烟道入口烟气温度为 900 采用烟气流速时 烟道断面 选用 1044 696 断smw 8 1 2 1 699 0 83 78 16 mf 面 此时烟气速度 当量直径 2 1 727 0mf smw 7 7 727 0 3 78 16 1 m u F d835 0 696 0 044 1 2 727 0 44 1 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 28 烟道温降 m 时 第 计算段内烟气平均温度5 1 t 末端温度 此计算段烟894 5 25 5 0900 1 t8885 25900 1 t 气速度头OmmH t g w ht 2 2 1 0 2 1 1 5 16 273 894 1 28 1 6 19 7 7 273 1 2 1 动压头增量 t h 炉尾烟气温度为 900 流速为 1 2m s 时 动压头 h OmmH t2 2 40 0 273 900 128 1 6 19 2 1 动压头增量OmmHhhh ttt21 10 1640 0 5 16 2 几何压头 ji h ykji Hh 3 0 3 0 273 894 1 1 28 1 1 1 mkg t y H2O 48 2 3 0293 1 5 2 ji h 3 局部阻力损失 ji h 由炉尾进入三个下降烟道 查表得局部阻力系数 K 2 3 W 95 37 5 163 2 21 OmmHhkh tj 4 摩擦阻力损失 1m h 47 2 5 16 835 0 5 2 05 0 21 1 1 1 OmmHh d L h tm 第 计算段阻力损失为 00 5947 295 3748 2 10 16 2O mmHhI 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 29 第 计算段 换热器前的水平烟道 烟道长 9m 烟道断面为 1392 1716 其面积 F2 2 18 当量直径查表得 d2 1 55m 温降 m 时平均温度 末端温度4 2 t870 94 5 0888 2 t Ct 0 2 852 94 888 25 16 273 870 1 28 1 6 19 7 7 2 2 2 OmmHht 1 动压头增量 t h 25 0 5 1625 16 2122 OmmHhhh ttt 2 局部阻力损失 2j h K1 1 5 K2 1 1 K K1 K2 1 5 1 1 2 6 K1 K2 25 4225 166 2 222 OmmHhKh tj 3 摩擦阻力损失 2m h 25 5 25 16 392 1 9 05 0 222 OmmHh d L h tm 第 计算段阻力损失为 25 4725 5 25 4225 0 2O mmHh 第 计算段 换热器部分 要注意的是 由于换热器安装时烟道封闭不严 吸入部分冷空气 因此 计算此段烟气量时 应考虑增加的过剩空气量 计算中设定换热器内烟气阻力 损失 h 8 H2O 第 计算段 换热器出口至烟囱入口 烟道长 11m 设有烟道闸板 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 30 烟道断面为 1392 1716 面积 F3 2 18m2 当量直径 d4 1 55m 温降t 2 5 m 烟气经热器后温度降为 500 考虑换热器与闸板处吸风 由 1 2 增为 1 4 即烟气量增加至 16806 8Nm3 h 4 67Nm3 s 此时烟气温度可由下式计算 式中 计算段开始烟气量 温度和比热 2211 222111 cVcV ctVctV t 1 1 1 ctV 吸入空气量 温度和比热 2 2 2 ctV 还可以从煤气燃烧计算图查取烟气温度 500 的烟气由增至2 1 后其温度降为 440 因此 此计算段烟气平均温度4 1 末端温度 烟气流速426 115 2 5 0440 4 t413 115 2 440 4 t 此计算段烟气速度头smw 14 2 18 2 67 4 4 OmmHht 2 2 4 766 0 273 426 1 28 1 6 19 14 2 1 动压头增量 4t h 48 1525 16766 0 24 OmmHht 2 局部阻力损失 4j h 55 2 45 1 1 1 21 KKK OmmHhKh tj244 95 1766 0 55 2 3 摩擦阻力损失 4m h OmmHh d L h tm244 272 0 766 0 55 1 11 05 0 第 IV 计算段阻力损失为 OmmHhIV 2 95 1258 095 148 15 烟道总阻力为 I h h h 59 47 25 8 12 95 101 3 H2O hh 总阻力损失是计算烟囱的主要依据 因此 要采取合理的措施 尽量减小 明德至善明德至善 博学笃行博学笃行 31 烟道阻力损失 2 烟囱高度计算 在烟道计算中烟道总阻力损失h 101 3 H2O 烟囱底部温度 t 413 m 烟 囱底部 1 6 此时烟气量为 19156 09N m3 5 32Nm3 s 烟囱温降 m 1 t 夏季平均温度 30 当地大气压烟气重度 0 t 760mmhgB 3 0 23 1 Nmkgv 假设烟囱高度为 45m 时烟囱顶部温度 烟囱内烟气368 145 21 tt 平均温度 391 5 0 21 ttt 采用烟囱出口速度时烟囱顶部直径sNmw 3 1 底部直径 烟囱m w V d50 1 3 32 5 13 1 13 1 1 0 mdd25 25 15 15 1 12 平均直径 烟囱底部烟气速度md875 1 25 2 5 1 5 0 335 1 25 2 32 5 27 1 27 1 22 2 2 sNm d V w 烟气平均速度 168 2 335 1 3 5 0 5 0 21 sNmwww 烟囱顶部烟气速度头 烟OmmHt g w h 2 2 10 2 1 1 37 1 273 368 1 28 1 6 19 3 1 2 囱底部烟气速度头 烟囱OmmHt g w h 2 2 20 2 2 2 29 0 273 413 1 28 1 6 19 335 1 1 2 内速度头增量 烟气平均速度头OmmHhhh 221 08 1 29 0 37 1 OmmHt g w h 2 2 0 2 75 0 273 391 1 28 1 6 19 168 2 1 2 抽力系数采用 K 1 15 时 有效抽力 50 1163 10115 1 2O mmHhKhy 88 31 750 0 225 1 10 05 116 3 1 m g h KH ba 烘干机每小时排烟量 07 628607 14864800hkgmLV wm