第五章设备选型及计算.docx
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第五章设备选型及计算
第五章设备平衡计算
设备选型的主要依据是物料平衡，根据由浆水平衡计算出来的生产1t风干浆所需要的物料的两来计算通过每一设备的物料量（通过量），然后用通过量来校核或计算每一设备所应具有的生产能力，最终确定同种设备的台数。
5.1设备平衡的原则
1.主要设备的确定：
确定主要设备的生产能力时，要符合设备本身的要求，既不能过大的超出设计能力的要求,又要适当的留有余地。
2.设备数量的确定：
对于需要确定台数的设备，其数量要考虑该设备发生事故或检修时仍有其他设备做备用维持生产。
3.备品的确定
4.公式计算法的选择
5.避免大幅度波动
5.2设备台数的确定方法：
设备台数的确定，是通过理论或经验公式计算设备生产能力。
根据我国现有纸厂的实践经验和理论建设，确定设备的生产能力或按设备产品目录查取其生产能力后，则可以用下列的公式计算出所需的台数。
N=
式中N——选用台数
Q——生产中需该种设备处理的物料量（t/d）
G——该设备的生产能力（t/d）
K——设备利用系数，其大小随不同设备，以及设备所处的生产位置不同而不同，打浆，漂白筛选设备的取0.7，蒸煮设备的K值取0.8等
5.3设备台数的确定方法
5.3.1备料工段
由备料段物料平衡计算可知，每天处理玉米秆料量
2551.3817×10-3×50=127.5691t/d
则每小时处理苇料的数量=5.3154t/h
1.带式运输机：
（1台）
已知：
设定皮带运输机运输玉米秆的速度为1.4m/s。
带式运输机的生产能力可由公式：
G=3600F·v·r
采用平行带运输，则物料层的截面积按三角形面积求得：
F=b·h/2
式中：
F——带上物料层的截面积，m2；
r——物料表观重度，t/m3取值0.13t/m3；
v——运输机的速度；
b——物料层宽度，m取值0.8B（B为带宽）；
h——物料层的高度，h=b·tgα/2α=30°（物料堆积角）
将b和h代入
式得：
F=0.16B2·tgα
当带式运输机倾斜运输时，带上物料的断面面积较小，并随倾角的大小而改变，取C=18°C为物料断面减小系数。
F=0.16B2·C·tgα
将
代入
G=576v·B2·r·C·tgα
因此，平行带式运输机在保障生产能力为Q（t/h）,带的宽度为：
B=Q/（576vrCtgαk）
式中：
k——设备利用系数，取0.8;
Q——运输机的生产能力，t/h;
则：
B≈781
所以可选值B=800mm.即带宽为800mm.
2.刀辊式切草机（2台）
由物料衡算得，生产1t风干浆料需切捆机处理玉米秆捆量为2551.3817kg,
则每天处理苇片量=2551.3817×10-3×50=127.5691t
设每天刀辊式切草机工作20小时，每小时切草机工作量为：
Q=127.5691/20=6.3785t/h
n=Q/G/K=1.33≈2
取n=2
型号：
ZCQ2G生产能力：
6t/h
刀辊转速：
360r/min刀辊规格：
Ф430×690mm
飞刀数：
3底刀数：
1
电动机：
30Y225M-6外形尺寸：
11150×2620×1600mm
重量：
4500kg
3.圆筛：
（1台）
Q=1930.1672×10-3×50/20=4.8254t/h
n=Q/G/k=0.43≈1
取n=1
型号：
ZCS1型生产能力：
14t/h
圆筛规格：
ф1800mm圆筛转速：
19r/min
苇片入口：
1000×700mm苇片出口：
700×600mm
电机：
Y160M—67.5kw外形：
7117×2120×4472mm
4.百叶除尘器：
（1台）
Q=1872.2622×10-3×50/20=4.6807t/h
n=Q/G/k=0.42≈1
取n=1
生产能力：
14t/h百叶间吸尘风速：
5m/s
百叶数：
3片百叶斜面与水平夹角：
500
风量：
24300m3/h风压：
130（9.8Pa）
转速：
800r/min电机：
3kw
配风机型号：
6—46—11—N0101
5.旋风分离器：
（1台）
根据旋圆筛和百叶除尘器的数量都为1台，则可以确定需要旋风分离器的数量也是1台。
5.3.2蒸煮工段
1.立式蒸煮锅：
（3台）
容积——根据物料平衡计算出的每小时粗浆产量q（kg风干浆/h）,则蒸煮锅的有效容积Ve为：
Ve=q/A
式中：
A——蒸煮锅1m3锅容1h粗浆产量（kg/m3h）,A值是标志间歇式蒸煮锅生产能力惯用的指标，它取决于每立方米蒸煮锅装锅量。
粗浆得率及间歇蒸煮的循环周期，可由下式计算得出：
A=γ·β/（90T）
式中：
γ——原料装锅的绝干散堆重度，kg/m3,
γ芦苇=140kg绝干料片/m3锅容；
β——原料蒸煮后粗浆得率，%（以绝干计）；
T——间歇蒸煮锅循环周期；
90——粗浆绝干重量换算成风干重量的系数。
将
代入
得：
Ve=90q·T/（γ·β）
蒸煮锅装料时并不能完全装满，故实际容积：
Va=Ve/Ψ=90q·T/（γ·β·Ψ）
式中：
Ψ——充满系数取Ψ=0.85
Va=90q·T/（γ·β·Ψ）=21m3
蒸煮锅的台数可又公式计算：
n=1000Q·t/（24v·d·k·β）
式中：
Q——需要蒸煮原料量t/d
Q=q（粗浆产量）/β（粗浆得率）
V——蒸煮设备容积，m3
d——蒸煮设备单位容积的装锅量，d=140kg/m3
t——每台设备每次蒸煮总时间，h
k——设备利用系数，k=0.8
q——粗浆产量，t/d
则：
n=1000Q·t/（24V·d·k）
=1000×4.5636×50×6/（24×220×140×0.8）=2.3
取n=3；
设备：
型号：
ZJG3容积：
220m3
最高工作温度：
175℃工作压力：
0.78-0.88Mpa
锅体内径：
7200mm锅体高度：
13821mm
上锅口直径：
1540mm下锅口直径：
700mm
重量：
106t
附属设备：
自动锅盖：
ZJC2锅口直径：
1540mm
汽动喷放阀：
Dg200进出口公称直径：
400mm
加热器：
80m2
循环泵：
ZBY22进出口径：
500mm
2.喷放锅：
（2台）
喷放锅分为平底喷放锅和锥底喷放锅，本设计采用锥底喷放锅，利于浆料的混合，由于采用3个容积为220m3的蒸煮锅，则可知选用2台550m3的喷放锅（根据：
喷放锅的体积为2-3倍体积的蒸煮锅）。
设备：
型号：
TQZ1719ZQP9有效容积：
550m3
最大工作压力：
0.25Mpa锅内最高温度：
175℃
搅拌器转速：
20r/min配用电机：
JR72-620KW
底浆浓度（入）：
12%-14%底浆浓度（出）：
3%-4%
3.旋浆分离器（2台）
设备：
型号ZJF8工作压力：
常压
最高温度100℃器体直径：
2500mm
进口直径:
1000mm上出口直径:
820mm
外型尺寸:
4700×3720×1520mm
4.喷射冷凝器（2台）
设备：
型号:
ZJF16器体内径:
1400mm
器体高度:
5450mm冷凝能力:
1800kg/min
重量：
2860kg
5.污热水槽（2个）
污热水槽的容积指标为1.5-3锅，则污热水槽的容积取V:
V=220×2=440m3
型号:
ZTZ26容积:
500m3
重量:
42000kg槽体尺寸:
φ10400×10900mm
6.板式换热器（2台）
型号：
BP-75工作压力：
0.4Mpa
传热面积:
75m3工作温度:
120℃
5.3.3筛洗工段
1.压力除节机：
型号：
PSV-N
规格：
0.4～3sqm进浆浓度：
1.0～5.0%
生产能力：
40～450吨/天供浆操作压力：
0.2～0.3兆帕
2.振动筛
型号：
ZSK1
筛选面积/m2：
0.24筛框尺寸（长×宽）/mm：
800×300
振动频率/Hz：
24振幅/mm：
2.44
生产能力/（t/d）：
5~10电动机功率/kw：
1.1
电动机转速/（r/min）：
1420
3.高浓除渣器（2台）
型号：
ZSC53
通过量/（L/min）：
1600～1800进浆浓度/%：
2~5
进浆压力/MPa：
0.2～0.35出浆压力/MPa：
0.01～0.05
排渣方式：
自动
4.一段压力筛（2台）
n=Q/G/K=1159.2640×10-3×50/60/0.7=1.4
n取2
型号：
ZSL23
筛鼓规格/mm：
Ф600×600筛鼓面积/m2：
1.0
转子转速/（r/min）：
440旋翼个数/个：
4
筛孔直径/mm：
～1.6电动功率/kw：
30
生产能力/（t/d）：
50～70
5.二段压力筛（2台）
n=Q/G/K=231.8528×10-3×50/13/0.7=1.3
n取2
型号：
ZSL12
筛鼓规格/mm：
Ф400×450筛鼓面积/m2：
0.56
转子转速/（r/min）：
546旋翼个数/个：
2
筛孔直径/mm：
1.2～2.4电动功率/kw：
7.5
生产能力/（t/d）：
8～15
6.三段压力筛
型号：
ZSL11
筛鼓规格/mm：
Ф300×320筛鼓面积/m2：
0.3
转子转速/（r/min）：
740旋翼个数/个：
2
筛孔直径/mm：
1.2～2.4电动功率/kw：
5.5
生产能力/（t/d）：
3～5
7.低浓除渣器
型号：
TZC（安丘市天利机械制造有限公司）
流量：
800~1500L/min浓度：
0.4~0.2%
处理量：
10~25T/D入口压力：
200~400Kpa
压力差：
30~100Kpa
8.双网洗浆机（2台）
n=Q/G/K=927.4112×10-3×50/50/0.7=1.3
n取2
型号：
SW150滤网宽度/mm：
1500
带速m/min：
15清水压力MPa：
>0.15
进浆浓度%：
3出浆浓度%：
35
生产能力t/d：
50配用电机：
YCT225-4A11KW
减速机型号：
JZQ35-2049IZ外形尺寸mm：
7800×2600×2600
5.3.4贮浆池
1.贮浆池容积计算：
为了满足生产的正常进行，需要贮存一定浆料，贮浆池有卧式和立式两种，可以由下式求得：
V=Q•T/C
式中：
V——所需贮浆池容积，m3
Q——所需贮存浆料量，t绝干浆/h
C——贮浆浓度%，一般为3%-5%（卧式）
T——贮存时间，h高速纸机贮存30-60min,
本设计取60min
则：
V=Q•T/C=0.9×50×1/（20×3%）=75m3
选型：
卧式浆池容积为100m3一个
2.中间槽容积
中间槽Q=941.7526kg,贮浆浓度=4%，设贮存时间=15min
V=Q•T/C=0.9417×50×0.5/（20×4%）=29.43m3
选型：
卧式浆池容积为50m3一个
3.红液槽容积
红液槽共2个
与双网洗浆机链接为20m3,用于稀释后用于红液回收槽容积为500m3
5.4设备一览表
表5-1设备一览表
序号
设备名称
型号
规格及特征
台数
电动机
型号
Kw
台数
1
带式运输机
ZCY18
胶带宽800mm
1
JQ12-56-6
7.5
1
2
刀辊式切草机
ZCQ2G
刀辊Ф430×690mm
外形11150×2620×1600mm
2
30Y225M-6
2
3
圆筛
ZCS1
圆筛ф1800mm
转速19r/min
外形7117×2120×4472mm
1
Y160M—6
7.5
1
4
百叶除尘器
百叶间吸尘风速：
5m/s
风量：
24300m3/h
风压：
130（9.8Pa）
1
6—46—11—N0101
3
1
5
旋风分离器
1
6
立式蒸煮锅
ZJG3
容积：
110m3
工作压力：
0.78-0.88Mpa
锅体内径：
3600mm
锅体高度：
13821mm
5
ZBY22
5
7
喷放锅
TQZ1719ZQP9
有效容积：
330m3
最大工作压力：
0.25Mpa
2
JR72-6
20
2
8
旋浆分离器
ZJF8
4700×3720×1520mm
2
9
喷射冷凝器
ZJF16
器体高度:
5450mm
器体内径:
1400mm
2
10
污热水槽
ZTZ26
槽体尺寸：
φ5200×10900mm
2
11
板式换热器
BP-75
传热面积:
75m3
12
压力除节机
PSV-N
规格：
0.4～3sqm
供浆操作压力：
0.2～0.3兆帕
1
13
振动筛
ZSK1
筛框尺寸（长×宽）/mm：
800×300
1
1.1
1
14
高浓除渣器
ZSC53
通过量/（L/min）：
1600～1800
2
15
一段压力筛
ZSL23
筛鼓规格/mm：
Ф600×600
2
30
2
16
二段压力筛
ZSL12
筛鼓规格/mm：
Ф400×450
2
7.5
2
17
三段压力筛
ZSL11
筛鼓规格/mm：
Ф300×320
1
5.5
1
18
低浓除渣器
TZC
流量：
800~1500L/min
1
19
双网洗浆机
SW150
滤网宽度/mm：
1500
清水压力MPa：
>0.15
外形尺寸mm：
7800×2600×2600
2
YCT225-4A
11
2
5.5泵的选型计算
液体物料由一处高度输送到另一处高度所需的泵体的最小扬程取决于所输送的高度、进出口压力差以及管路所损失等，可用柏努力方程来计算：
H=（Z2-Z1）+（P2-P1）/ρ+（u22-u12）/2g+Σhf
1.碱液抽提泵
下面以碱槽到蒸煮锅的药液泵做详细的计算：
已知：
Z2-Z1=14mP2-P1
D=Φ200mmu1=0
L直=26m设u2=1.1m/s
流动时总压头损失Σhf=（L+ΣLi）f/100
式中：
L——管路中直管部分的长度
f——每100m直管道当中的压头损失,设6mH2O
在输送过程中，有两个弯头，阻力损失相当于（Φ=1.3）
hf′=2Φ1u2/2g=0.1605
两个闸门阀Φ=0.17（全开）
hf"=2Φ2u2/2g=0.0210
由柏努力方程：
H=（Z2-Z1）+（P2-P1）/ρ+（u22-u12）/2g+Σhf
=14+0+1.12/2g+26×6/100+0.1065+0.0210
=15.8032m
选两台EBJ5悬臂卧式单级离心泵，其中一台备用：
流量：
90m3/h扬程：
16m
转速:
970r/min电动机:
Y180L-6-B315kw
重度:
520kg外型尺寸:
1465×510×795mm
出口直径:
Φ200mm进口直径:
Φ200mm
2.药液循环泵（2台）：
与蒸煮锅配套的ZBY22,Φ250两台（其中一台备用）：
型号：
ZBY22叶轮直径：
300mm
工作压力:
<10kf/cm2流量:
525m3/h
3.喷放锅抽浆泵：
（选4台，2台备用）
流量Q=15695.8767×50×10-3/20=39.2397m3/h
估计扬程：
20m
型号：
ZBJ/A离心式浆泵；转速（r/min）：
1460；
流量（m3/h）：
40；扬程（m）：
24；
效率：
780/0；电动机：
Y160M—4,11KW；
设备重量（Kg）：
473；外形尺寸（mm）：
1456×645×688.
4.中间槽抽浆泵：
（选3台，1台备用）
流量Q=67398.3733×50×10-3/20=168.4959m3/h
估计扬程：
15m
型号：
ZS80-65-125；转速（r/min）：
2900；
流量（m3/h）：
80；扬程（m）：
18；
设备重量（Kg）：
46；电动机：
Y180L-6-B3,5.5KW；
外形尺寸（mm）：
695×216×410.
5.送二段筛提浆泵：
（选2台，1台备用）
流量Q=46370.5600×50×10-3/20=115.9264m3/h
估计扬程：
5m
型号：
ZBY3流量：
150m3/h
扬程：
14m3/h电动机型号：
Y160B-2-B35KW
6.送温水到双网洗浆机泵：
（选4台，备用2台）
流量Q=4000.0000×50×10-3/20=10m3/h
估计扬程：
10m
型号：
ZS65-40-200流量：
20m3/h
扬程：
12.5电动机型号：
Y180L-6-B311KW
7.红液槽提浆到三段筛泵：
（选2台，备用1台）
流量Q=927.4133×50×10-3/20=2.3185m3/h
估计扬程：
12m
型号：
ZBY5；转速（r/min）：
2940；
流量（m3/h）：
3扬程（m）：
14；
外形尺寸（mm）：
120×200×250；电动机：
1.1KW；
设备重量（Kg）：
250
8.提红液到蒸煮锅泵：
（选3台，备用1台）
流量Q=1959.4626×50×10-3/20=4.8987m3/h
估计扬程：
20m
型号：
ZBY38a转速（r/min）：
2940；
流量（m3/h）：
9；扬程（m）：
26；
出口（mm）Φ40；电动机：
Y180L-3-B3,22KW；
设备重量（Kg）：
240；外形尺寸（mm）：
1147×500×518.
9.稀释螺旋槽提浆到贮浆槽泵：
（选2台，备用1台）
流量Q=30000.0000×50×10-3/20=75m3/h
估计扬程：
3m
型号：
ZS150-125-250；转速（r/min）：
2900；
流量（m3/h）：
100；扬程（m）：
5；
设备重量（Kg）：
46电动机：
Y180L-6-B3,5.5KW；
外形尺寸（mm）：
465×125×330
10.从立管提浆到低浓除渣器泵：
（选2台，备用1台）
流量Q=8477.4500×50×10-3/20=21.1936m3/h
估计扬程：
5m
型号：
ZS24-150-250；转速（r/min）：
1450；
流量（m3/h）：
20；扬程（m）：
10；
设备重量（Kg）：
233；电动机：
Y180L-4-B3,2KW；
5.6泵一览表
名称
型号
数量
流量（m3/h）
扬程（m）
电动机型号
功率
碱液抽提泵
EBJ5
2
90
16
Y180L-6-B3
15KW
药液循环泵
ZBY22,
2
525
喷放锅抽浆泵
ZBJ/A
4
40
24
Y160M—4
11KW
中间槽抽浆泵
ZS80-65-125
3
80
18
Y180L-6-B3
5.5KW
送二段筛提浆泵
ZBY3
2
150
14
Y160B-2-B3
5KW
送温水到双网洗浆机泵
ZS65-40-200
4
20
12.5
Y180L-6-B3
11KW
红液槽提浆到三段筛泵
ZBY5
2
3
14
Y160M—4
1.1KW
提红液到蒸煮锅泵
ZBY38a
3
9
26
Y180L-3-B3
22KW
稀释螺旋槽提浆到贮浆槽泵
ZS150-125-250
2
100
5
Y180L-6-B3
5.5KW
从立管提浆到低浓除渣器泵
ZS24-150-250
2
20
10
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