φ3025回转烘干机设计方案2.docx
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φ3025回转烘干机设计方案2
回转烘干机设计方案
一、概述
贵公司原材料初水分为20~25%,为满足生产和使用要求,拟打算上一台回转烘干机,使其终水分控制在2~3%,台时产量达50t/h以上,并使其烟气排放浓度达到国家标准环保要求。
受贵公司委托,我公司特拟以下处理方案。
二、设计依据及相关标准
1、贵公司提供的有关资料和数据。
2、《水泥工艺设计手册》
3、《水泥工艺计算手册》
4、《设备有限公司机械产品说明书》
三、方案综述
目前在水泥行业使用的烘干机较为多见的是回转烘干机。
该设备的生产工艺流程是:
湿物料由加料装置进入一个具有一定斜度的回转圆筒内,在筒内由扬料装置将物料散开,由高端向低端移动。
由燃烧室产生的高温气体与烘干机筒内的物料相接触,使物料中的水分蒸发,从而达到烘干的目的。
这种老式烘干机结构简单、操作方便,但设备笨重、占地面积大且需厂房、投资高,而且存在热量散失大热效率低、能耗高、维修困难、密封差、污染严重等问题。
针对上述情况,我公司对该系列烘干机进行了改造。
采用多种结构的组合扬料板,使物料在筒内形成均匀的料幕,与热烟气进行充分的热交换,其蒸发强度达50~80kg/h.m30。
蒸发能力比普通烘干机提高50~100%,并节省热值25%。
在传动方式上采用随动式调心托轮装置专利技术,改变了传统的托轮与滚圈的点接触方式,使托轮与滚圈的配合永远是线接触,滚圈安装和筒体温差变形造成的摆差不影响接触质量,滚圈和托轮以及驱动齿轮的相对磨损和动力消耗也大为减少,增加了筒体运转的稳定性。
同时采用零水平推力驱动专利技术,优化驱动齿轮的安装位置,减小托轮的支撑角,从而使驱动功率减少30%以上,托轮座的尺寸也大大减小,筒体运行更加稳定、可靠。
此外,还进行了最佳转速和防粘设计,可根据干燥的物料特性,以最佳转速运行,使热量交换更加充分,效果更好。
在烘干窑尾部,采用特殊的收尘式尾罩设计,使因物料扬起时带出的较粗颗粒在尾罩内被有效收集,以减轻后续收尘器的收尘压力,收尘效果更佳。
采用特殊筛分装置,与回转窑同步运转,保证满足要求的物料进入下一道工序,节约能耗,降低占地面积。
因此,具有热效高、占地少、磨损与能耗低、稳定性好等突出优点:
1、外表进行高强度外隔热材料处理,大大减少了热损失。
2、内筒采用渗硅处理,减少了机内的腐蚀性。
3、内部采用涡旋装置,提高了热效率,增加了物料在机内的停留时间。
4、LX型多组合式扬料板的设计,使物料在截面上呈雨状料幕,增加了料、气接触面,减少了机内风洞现象。
5、采用新型内旋流喷射式煤粉燃烧器,使原煤充分燃烧,节约了原煤成本。
6、整个系统采用微机自动控制,并进行数字显示跟踪。
7、低选型、高产出,总投资比普通回转烘干机节省30%,与立式烘干机相当。
8、根据烘干物料及台时的需要,多种机型可供选择。
四、工艺流程图
五、结构组成
六、工作原理
回转烘干机的主体是一个具有一定斜度的回转圆筒,另外配有燃烧室、排气、收尘、加料装置等。
它是以高温烟气为干燥介质,在排风装置的抽吸下进入烘干机筒内。
湿物料由加料装置进入烘干机筒内,与高温烟气接触。
高温烟气以对流、辐射、传导方式将热量传给湿物料,这是传热过程。
物料被加热后,水分蒸发进入干燥介质中,这是传质过程。
在传热和传质过程的同时,由于筒体的不断回转而使物料不断运动,物料从筒体高端流向低端;气体也在排风的驱动下,由压力高处向压力低处流,在气体与物料的运动过程中,物料被烘干后排出机外,废气经收尘后排至大气。
七、回转烘干机的选型
烘干系统包括燃烧室、烘干机和除尘排风等,烘干机的参数选择和排风机选型是否合理,直接关系到烘干能力和煤电耗。
因此必须加以重视。
7.1、回转烘干机设计参数:
1、烘干物料:
原材料
2、初水分:
20~25%
3、终水分:
<=2~3%
4、台时产量:
50t/h
5、热风炉热效率:
95%
6、进风温度:
750oC
7、废气温度:
120oC
8、原材料比热:
0.84KJ/kg.oC
9、出料温度:
110oC
7.2、回转烘干机选型
按照此台时要求,高效回转烘干机比普通烘干机要高2~3倍,因为原材料初水分在25%时,其A值一般在80~100kg水/m3.h。
则烘干机小时需蒸发水量W=G×1000×(W1-W2)÷(100-W1)=50×1000×(25-2)÷(100-25)=15333kg/h
因此实际烘干时所选烘干机的烘干能力必须满足上述要求,即:
G’=0.785×D2×L×A>=W
则D2×L>=W/(0.785×A)=15333/(0.785×90)=217(m2)
此时,D可取φ3.0,则L>24m
为留有一定富余,可选STWHφ3.0×25m涡旋回转烘干机。
7.3、STWHφ3.0×25m涡旋回转烘干机技术参数描述表:
型号
STWHφ3.0×25m
制造商:
数量
1台
用途
烘干原材料
1、性能数据
烘干物料
初水分
%
20~25
2、性能保证
终水分
%
2~3
台时
t/h
50
压力损失
一般
出料温度
oC
80~110
出烟温度
oC
80~110
斜度
%
3.5
转速
r/min
2.2~7.4
有效长度
m
25
有效内径
m
3.0
电机
Y280M-4
功率
KW
75
减速机
ZL100-16-I
重量
Kg
104900
八、工艺热平衡计算(以烘干机为脱离体,oC,1h)
设定条件:
设定烘干原材料时,进入烘干机的温度(t1)在750oC,蒸发每千克水分需烟气量为nkg,热平衡计算以蒸发量1kg水为单位。
(一)收入热
1、热气体带入热量
热气体在750oC时,平均比热C1=1.4KJ/kg.oC
Q1=n*C1*t1=n*1.4*750=1050n(KJ/kgH2O)
2、湿物料中被蒸发水量带入热(1kg)
水的比热C2=4.19KJ/kg.oC
Q2=C2*t2=4.19*20=83.8(KJ/kgH2O)
(二)热支出
蒸发水分消耗的热量
3、Qw=2490+1.8922*t3-4.19*t2=2490+1.8922*120-4.19*2=2633(KJ/kgH2O)
4、出烘干机气体带走的热量
废气平均温度按照120oC时,平均比热C3=1.3KJ/kg.oC
Q3=n*C3*t3=n*1.3*120=156n(KJ/kgH2O)
5、加热物料消耗的热量
原材料的比热C’=0.84KJ/kg.oC
Q4=(100-W1)/(W-W2)*[C’*(100-W2)/100+C2*W2/100]*(t4-t2)
=(100-25)/(25-2)*[0.84*(100-2)/100+4.19*2/100]*(110-20)
=266.18(KJ/kgH2O)
6、烘干机表面散热(Q5)
Q5=1.15*π*D*L*K*Δt/W=1.15*π*3.0*25*58*50/15333
=51.22(KJ/kgH2O)
按照平衡原理:
收入热量=支出热量
Q1+Q2=Qw+Q3+Q4+Q5
n=(Qw+Q4+Q5-Q2)/(C1*t1-C3*t3)
=(2633+266.18+51.22-83.8)/(1050-156)
=3.20(KJ/kgH2O)
单位风量及单位热耗(热风温度750)
单位烘干料热风1.1399Nm3/kgR
单位水分热风3.7171Nm3/kgH2O
单位烘干料热耗1030.4KJ/kgR
单位水分热耗3360KJ/kgH2O
九、除尘器选型:
1、烘干系统的排风量
烘干机的出烟温度在80~120oC,平均温度在100oC,经过管道热量散失后,进入除尘器的平均温度在80oC左右。
V=W*(n/1.293+1/r)*(273+t3)/273*K1*K2
=15333*(3.20/1.293+1/0.805)*(273+80)/273*1.1*1.2=97278m3/h
2、气箱脉冲袋式除尘器
由于卧式烘干机粉尘浓度大而细,烟气变化大,湿度大,因此选用气箱脉冲袋式除尘器时,净过滤风速选择不能太高,这里取1.3m/min,否则除尘器选型小,除尘阻力大,系统阻力也会随之加大,对烘干不利,而且会降低布袋的使用寿命。
因此除尘器的净过滤面积S=97278/(60*1.3)=1247m2。
据此考虑综合投资,可选用一台气箱脉冲袋式除尘器LPF14*96。
3、主风机的选择
根据排风量97278m3/h,除尘器阻力损失1700Pa,考虑系统管路阻力约800Pa,可选用Y4-68No.16D风机,全压风机电机Y315M2-6,110KW。
4、LPF14*96气箱脉冲袋式除尘器技术数据表
规格型号
LPF14*96
制造商:
申同公司
数量
1台
型号
LPF14*96
用途
烘干原材料
1、性能数据
进口:
进口风量
m3/h
97278
温度
oC
<120
含尘浓度
g/Nm3
<200
出口:
含尘浓度
g/Nm3
<30
2、性能保证
收尘效率
%
>99.99
过滤风速
m/min
1.24
净过滤风速
m/min
1.29
漏风
最大漏风率
%
2
最大漏风量
m3/h
1946
总温度降
oC
20
过滤面积/室
m2
93
净过滤面积
m2
1251
总过滤面积
m2
1308
压力损失
Pa
1470~1770
容许最大工作压力
Pa
5000
3、设备结构特征
3.1控制及仪器仪表
脉冲控制仪
有/无
有
压缩空气控制器
有/无
有
压缩空气压力表
有/无
有
型号
φ60
量程
MPa
0~1.6
3.2辅助设备
压缩空气截断阀
有
压缩空气缓冲系统
有
压缩空气管路
有
3.3滤袋
室数
14
滤袋形式
圆布袋
滤袋材质
二防涤纶针刺毡
滤袋直径
mm
φ130
滤袋长度
mm
2450
滤袋重量
Kg/m2
0.55
袋笼材质
镀锌冷拔钢丝
袋子的数量/室
96
袋子的总数量
条
1344
滤袋的来源
无锡必达福
4、除尘器的结构
4.1清灰系统
形式
箱式脉冲喷吹
压缩空气
用气量
m3/min
4.2
压力
MPa
0.5~0.7
脉冲阀
规格
“
2.5
数量
个
14
脉冲阀的来源或制造商
美国ASCO公司
提升阀
直径
mm
φ725
数量
个
14
气缸的来源或制造商
mm
AIRTAC公司
直径
φ100
数量
个
14
4.2壳体
材质
Q235-A
最大操作压力
Pa
10000
检修门
28
4.3灰斗
形式
船形
数量/室
1/7
材料
Q235-A
4.4锁风阀
刚性叶轮机
数量
2
规格
WYG300*300
减速电动机
功率
KW
1.1
4.5粉尘输送系统
螺旋输送机
数量
台
2
规格
mm
φ300
电动机
功率
KW
2.2
4.6压缩空气管路
材质
Q235-A
最大压力
KPa
10
收尘器主机、辅机和标准附件清单
货物名称:
LPF14*96
数量:
1台
序号
主要部件名称
型号规格
数量
生产商
备注
1
壳体
LPF14*96
1套
公司
2
滤袋
φ130*2450
1344条
无锡必达福公司
3
袋笼
φ125*2450
1344条
公司
4
脉冲阀
2.5”
14只
美国ASCO公司
5
提升阀
气缸φ100阀板φ725
14只
AIRTAC公司
6
气源三联体
BC4000
2套
AIRTAC公司
7
储气罐
φ500*1300
2只
江苏杰力集团
8
电控部分
14室程控
1套
PLC用西门子产
9
刚性叶轮机
WYG300*300
2台
1.1KW
10
螺旋输送机
LS300
2台
2.2KW
11
风机
Y4-68No.16D
1台
12
风机电机
Y315M2-6
1台
110KW
进风阀
φ1400
1只
放风阀
φ1400
1只
冷风阀
φ500
1只
13
标准件
1套
市场品
以上累计总价32.34万元