Подбор конденсатоотводчика. Выбор наиболее подходящего конденсатоотводчика. Расчет и выбор транспортирующего устройства
Расчет и подбор конденсатоотводчиков
Для экономичной работы теплообменников поверхностного типа, в которых происходит нагрев теплоносителей за счет конденсации греющего пара, необходимо добиваться полной его конденсации. Недопустима работа теплообменника с неполной конденсацией пара, когда из аппарата отводится смесь конденсата с паром. При такой работе увеличивается расход греющего пара при неизменной теплопроизводительности установки. Пролетный пар из теплообменников увеличивает сопротивление и тем самым усложняет работу конденсатопроводов, повышает потери тепла. Для удаления из теплообменных аппаратов конденсата без пропуска пара применяют специальные устройства - кондесатоотводчики.
Расчет количества конденсата после калориферов
Из , стр.548, табл. LVII найдем удельную теплоту парообразования греющего пара заданного давления
Расход пара найдем исходя из тепловой мощности калориферной установки:
Рассчитаем количество образующегося конденсата с необходимым запасом:
Расчет параметров конденсатоотводчиков
Найдем давление пара перед конденсатоотводчиком, установленным в непосредственной близости от калорифера:
Примем давление в отводящем трубопроводе:
Определим перепад давления на конденсатоотводчике:
Из ,стр.6, рис.2 определили коэффициент A, учитывающий температуру конденсата и перепад давления: А = 0,48
Вычислим условную пропускную способность:
Выбраем 4 термодинамических конденсатоотводчиков 45ч12нж из ,стр.7, табл.2 с условным диаметром присоединительных штуцеров Dу=40мм, условным рабочим давлением Pу=1,6МПа, пробным давлением Pпр=2,4МПа, массой m =4,5кг, условной производительностью.
Расчет и выбор транспортирующего устройства
В качестве транспортирующих устройств для подачи исходного материала отвода высушенного наиболее широко используются ленточные транспортеры (конвейеры). Они характеризуются широким диапазоном производительности, надежностью и простотой конструкции. Их использование позволяет осуществлять сбор высушенного материала сразу с нескольких выходов установки (из разгрузочной камеры, циклона и электрофильтра).
Применяют главным образом прорезиненные ленты, а также ленты из цельнокатаной стальной полосы.
Расчетными параметрами конвейера являются скорость движения и ширина ленты.
Требуемая производительность по влажному материалу составляет: Gн =13800 кг/ч.
Определим величину насыпного веса (кажущейся плотности) высушиваемого материала:
Выбрали из , стр.102, по ГОСТ 22644-77 транспортер с шириной ленты B = 400 мм = 0,4 м и скоростью движения.
Приняли угол откоса материала 20°, которому из , стр.67, табл. 130 соответствует коэффициент с = 470
Приняли угол наклона транспортера 16°. Данному углу из , стр.129, соответствует коэффициент K = 0,90.
Из , стр. 130, определили необходимую ширину ленты транспортера:
Выбранная ширина ленты превосходит необходимую величину, значит выбранный транспортер способен обеспечить заданную производительность по влажному материалу.
Второй транспортер, установленный после сушильной установки, приняли таким же, поскольку производительность по сухому материалу несколько ниже, чем по влажному, и она точно будет обеспечена рассчитанным транспортером.
- Место установки.
- Перепад давления.
- Расход конденсата (кг/час).
- Диаграмма пропускной способности.
1. Место установки.
Наилучший вариант или альтернативу можно подобрать из таблицы подбора конденсатоотводчиков.
2. Перепад давления.
Перепад давления – это разница между давлениями на входе в конденсатоотводчик и на выходе из него. Например, если входное давление 8 бар и конденсат отводится в атмосферу, перепад давления составит 8бар – 0 бар = 8бар. После конденсатоотводчика, каждый метр подъема конденсатной линии 0,11 бар противодавления. Если бы в предыдущем примере конденсатная линия поднималась на 5 метров после конденсатоотводчика.
Bпротиводавление составит: 0.11 х 5 = 0.55 бар.
А перепад давления составит: 8-0.55 = 7.45 бар.
Если конденсат подсоединен в разные конденсатные линии, считается общее противодавление и в соответствии с ним подбирается конденсатоотводчик.
3. Расход конденсата.
Обычно, берется во внимание информация, которую предоставляет производитель пароиспользующего оборудования. Данные по расходу конденсата указываются в технической документации к оборудованию. Если таких данных нет, количество конденсата легко можно рассчитать, учитывая диаметр паровой трубы, плотность потока и т.д. Так же в случае, если это не какой-то специфический процесс, данные по расходу пара на паровой установке даны во всевозможных технических таблицах.
А.Ю. Антомошкин, инженер, ООО «Спиракс-Сарко Инжиниринг», г. Санкт-Петербург
Выбор конденсатоотводчика
Отсутствие или неправильный выбор конденсатоотводчика приводят к огромным потерям в пароконденсатной системе. Вместе с тем правильно подобранный, рассчитанный и установленный конденсатоотводчик - это энергосберегающее устройство, способное сэкономить значительные средства и чрезвычайно быстро окупиться.
Очень часто пренебрегают тем фактом, что эффективность любого теплового оборудования в конечном счете зависит от организации конденсатоотвода. Только опытный инженер может выявить ошибки, которые приводят к снижению производительности теплового оборудования и к повышению эксплуатационных расходов.
Совершенствовать системы конденсатоотвода энергетику на своем предприятии будет гораздо легче, если он будет знать назначение, конструкцию и характеристики конденсатоотводчиков.
Выбор конденсатоотводчика зависит от типа оборудования и заданных условий эксплуатации. Этими условиями могут быть колебания рабочего давления, нагрузки, а также противодавление на конденсатоотводчике. Кроме этого, могут быть поставлены условия коррозионной стойко-
сти, стойкость к гидроударам и замерзанию, а также выпуска воздуха во время пуска системы.
Термин «конденсатоотводчик» не совсем правильно отражает назначение этого устройства. Гораздо понятнее прямой перевод с английского языка: steam trap означает «паровая ловушка». Значит, главная задача конденсатоотводчика - запирать пар в теплообменнике до полной конденсации, а затем отводить образовавшийся конденсат. Причем делать это конденсатоотводчик должен автоматически, при любых колебаниях нагрузки и параметров пара.
Самое главное, что надо запомнить - в природе не существует универсального конденсатоотводчика, но в то же время для конкретной системы всегда есть оптимальное решение. И чтобы найти его, прежде всего, стоит рассмотреть имеющиеся варианты и их особенности.
Существует три принципиально разных типа конденсатоотводчиков.
1. Термостатические конденсатоотводчики (рис. 1). Этот тип конденсатоотводчиков определяет разницу температур пара и конденсата. Чувствительным элементом и исполнительным механизмом является термостат. Прежде, чем конденсат будет отведен, он должен быть охлажден до температуры ниже температуры сухого насыщенного пара.
Главная особенность всех термостатических конденсатоотводчиков - это необходимость до-охлаждения конденсата на несколько градусов относительно температуры конденсации перед тем, как клапан откроется. То есть все они в большей или меньшей степени инерционны.
Особенности термостатических конденсатоотводчиков:
Высокая производительность при относительно малом размере и весе;
Свободный выпуск воздуха во время пуска;
Этот тип конденсатоотводчика не замерзает (если за конденсатоотводчиком нет подъема конденсатной линии, и конденсат не зальет его при отключении пара);
Простые в обслуживании.
2. Механические конденсатоотводчики (рис. 2). Принцип действия этих конденсатоотводчиков основан на разнице плотности пара и конденсата. Клапан приводится в действие шаровым поплавком или поплавком в виде перевернутого стакана. Такие конденсатоотводчики обеспечивают непрерывный отвод конденсата при температуре пара, поэтому этот тип конденсатоотводчика наиболее подходит для теп-лообменных аппаратов с большими поверхностями теплообмена и интенсивным образованием больших объемов конденсата.
Преимущества этого типа:
Хорошо работает на малых нагрузках и на него не влияют внезапные колебания нагрузки и давления;
Высокая производительность (до 100-150 т конденсата в час);
Устойчивы к гидроударам и надежны в эксплуатации.
При установке механических конденсатоотводчиков надо иметь в виду ряд его особенностей. Во-первых, в корпусе конденсатоотводчика с перевернутым стаканом всегда должна быть вода (гидрозатвор). Если конденсатоотводчик потеряет это водяное уплотнение, то пар будет беспрепятственно выходить через открытый клапан. Это может произойти там, где возможно резкое падение давления пара, которое приведет к вскипанию конденсата в корпусе. Если конденсатоотводчик с перевернутым стаканом используется на тех технологических установках, где возможны колебания давления, то на входе в конденсатоотводчик необходимо установить обратный клапан. Это поможет предотвратить потерю гидрозатвора.
Во-вторых, поплавковый конденсатоотводчик может быть поврежден при замерзании, поэтому корпус конденсатоотводчика должен быть хорошо теплоизолирован в случае его установки на открытом воздухе.
3. Термодинамические конденсатоотводчики (рис. 3). Основным элементом конденсатоотводчиков этого типа является диск. Их работа основана на разнице скоростей конденсата и пара при протекании в зазоре между седлом и диском.
Преимущества этого типа:
Работают без настройки или изменения размеров клапана;
Компактны, просты, имеют малый вес и достаточно большую производительность для своих размеров;
Этот тип конденсатоотводчиков может использоваться при высоких давлениях и на перегретом паре; устойчив к гидроударам и вибрациям; устойчив к коррозии, т.к. все части выполнены из нержавеющей стали;
Не разрушаются при замерзании и не обмерзают при установке в вертикальной плоскости и выпуске в атмосферу; правда, работа в таком положении может привести к износу краев диска;
Простое обслуживание и ремонт.
Однако, термодинамические конденсатоотводчики недостаточно устойчиво работают при очень низком входном давлении и высоком противодавлении.
Следует особо отметить, что ни у одного из типов конденсатоотводчиков нет абсолютных преимуществ или недостатков по сравнению с другими. Есть перечисленные выше особенности, которые, в совокупности со спецификой работы теплообменного оборудования, и определяют выбор типа и размера конденсатоотводчика.
Требования, предъявляемые к конденсатоотводчикам
Очевидно, что конденсатоотводчик является существенной частью любой пароконденсатной системы и оказывает весьма существенное влияние на ее функционирование. Его нельзя рассматривать изолированно, в отрыве от всей системы. Выбор конденсатоотводчика диктуется многими факторами, важнейшие из которых мы рассмотрим ниже. Однако, ставя перед собой задачу оснащения (или переоснащения) технологических установок конденсатоотводчиками, мы должны ответить на следующие вопросы:
Удается ли поддерживать параметры и заданный тепловой режим (температуру) установки и ее производительность?
Отличается ли реальное паропотребление от паспортного для данного технологического режима?
Наблюдаются ли гидроудары?
Если вы сталкиваетесь с этими проблемами - значит, конденсатоотводчики не работают или выбраны неправильно.
Очень часто бывает так, что при установке неправильно выбранного конденсатоотводчика внешне не наблюдается никаких проблем. Иногда конденсатоотводчик даже может быть полностью закрыт без видимых последствий, как например, на паропроводах, где неполный дренаж в одной точке означает, что оставшийся конденсат переносится в следующую точку дренажа. Проблема может возникнуть, если и в следующей точке конденсатоотводчик не будет выполнять поставленную задачу.
Если же мы определили, что нам необходимо установить новые конденсатоотводчики, их выбор определяется следующими требованиями.
Выпуск воздуха. При пуске, т.е. в начале процесса, паровое пространство теплообменников и паропровод заполнены воздухом, который, если его не удалить, ухудшает процесс передачи тепла и увеличивает время разогрева. Время запуска увеличивается, и снижается эффективность работы установки. Желательно выпустить воздух до того, как он смешается с паром. Если воздух и пар смешаются, то разделить их можно будет только после конденсации пара. Воздушники могут потребоваться отдельно для паропроводов, но в большинстве случаев воздух выпускается через конденсатоотводчики.
В этом случае термостатические конденсатоотводчики имеют преимущества перед другими типами, т.к. они полностью открыты во время пуска.
Поплавковые конденсатоотводчики c шаровым поплавком не обладают такими возможностями, если их не оснастить встроенными термостатическими воздушниками. Такой воздушник позволяет выпускать значительное количество воздуха и, кроме того, обеспечивает дополнительную пропускную способность по холодному конденсату, что очень важно при холодных пусках.
Термодинамические конденсатоотводчики могут выпускать относительно небольшие количества воздуха, чего, однако, вполне достаточно при дренаже магистральных и спутниковых паропроводов, т.е. там, где этот тип чаще всего применяется.
Конденсатоотводчик с перевернутым стаканом имеет весьма ограниченную вентиляционную способность в силу принципа действия и конструкции. Тем не менее, установленный в параллель с таким конденсатоотводчиком термостатический воздушник позволяет свести к минимуму этот недостаток.
Отвод конденсата. Выпустив воздух, конденсатоотводчик затем должен отвести конденсат и не пропустить пар. Утечка пара ведет к неэффективности и неэкономичности процесса. Если скорость передачи тепла в технологическом процессе очень важна, то конденсат должен быть отведен немедленно после его образования при температуре пара. Одной из основных причин снижения эффективности теплового оборудования является затопление парового пространства, вызванное неправильным выбором типа конденсатоотводчика. Те же явления будут наблюдаться, если конденсатоотводчик имеет недостаточную пропускную способность, особенно на пусковых режимах.
Вообще определение необходимой пропускной способности конденсатоотводчика - довольно непростая задача. Как для всякого механического клапана, расход через конденсатоотводчик пропорционален перепаду давления на нем. А этот перепад нам чаще всего и не известен. Чтобы оценить его, требуется обращаться к расчетам теплообменного аппарата, использовать эмпирические формулы или инженерное чутье. В любом случае необходимо очень хорошо представлять себе процессы, происходящие в теплообменном аппарате.
Кроме того, особенно большие количества конденсата должны отводиться на пуске, когда и перепады давления невелики, и количества образующегося конденсата в несколько раз больше, чем на рабочих режимах.
Тепловая эффективность. После рассмотрения основных требований выпуска воздуха и отвода конденсата, необходимо обратить внимание на тепловую эффективность, т.е. на то, как данный тип конденсатоотводчика может влиять на количество полезно использованного тепла данной массы пара. На первый взгляд термостатический конденсатоотводчик в этом случае должен быть наилучшим. Эти конденсатоотводчики не выпустят конденсат, пока он не остынет на несколько градусов ниже температуры насыщенного пара, обеспечивая тем самым дополнительную отдачу тепла, что ведет к реальному снижению паропотребления. Всегда есть желание отводить конденсат при максимально низкой температуре, но в ряде технологических процессов это неприемлемо (например, при необходимости температурного регулирования), поэтому конденсат должен отводиться по мере его образования, т.е. при температуре насыщенного пара. В этом случае следует применять конденсатоотводчики другого типа - механического или термодинамического.
Параметры системы. При выборе конденсатоотводчика, в первую очередь необходимо учесть требования технологического процесса. Они обычно определяют выбор типа конденса-тоотводчиков. Конфигурация и трассировка паропровода и конденсатопровода поможет определить конкретный вид конденсатоотводчика, который выполнит свою задачу в данных условиях наилучшим образом. После этого необходимо выбрать размер. Размеры определяются следующими параметрами системы:
Максимальным давлением пара и конденсата;
Рабочим давлением пара и конденсата;
Расходом;
Температурой;
Наличием температурного регулирования процесса;
Величиной гидравлического сопротивления конденсатопровода.
Другими словами, чтобы правильно выбрать конденсатоотводчик, необходимо иметь полную информацию о технических параметрах паро-конденсатной системы.
Надежность. Опыт показывает, что хороший конденсатоотвод связан с надежностью, т.е. оптимальная работа с минимумом внимания.
Помимо конструктивных особенностей факторами, влияющими на надежность работы конденсатоотводчика, чаще всего являются:
Коррозионный износ;
Гидроудары в пароконденсатной системе;
Загрязнения, блокирующие клапан конденсатоотводчика.
Во избежание быстрого коррозионного износа все внутренние детали современных кон-денсатоотводчиков изготавливаются из нержавеющей стали. Очень часто качество химподго-товки котловой воды и деаэрации таково, что образующийся конденсат чрезвычайно агрессивен. В этих случаях корпуса конденсатоотвод-чиков из чугуна и углеродистой стали бывают недостаточно стойкими, срок службы изделия сокращается и требуются специальные мероприятия по улучшению химводоподготовки.
Гидроудар - часто встречающееся явление, свидетельствующее о неправильной работе пароконденсатной системы. Он может быть вызван неправильно спроектированной системой, использованием конденсатоотводчиков не подходящего типа, или неработающим конденсато-отводчиком, или комбинацией указанных факторов. Гидроудар часто бывает связан с выходом из строя конденсатоотводчика. Очень часто конденсатоотводчик не выполняет своих функций из-за неправильно спроектированной системы и наоборот. Гидроудар может быть вызван следующими причинами:
Отсутствует дренаж паропроводов;
Конденсатная линия имеет повышенное сопротивление из-за неправильно выбранного размера или из-за «запирания» вторичным паром;
Возникновение «точки застоя», когда давление в теплообменнике по тем или иным причинам меньше противодавления в конденсатной линии (чаще всего возникает в системах с регулированием температуры).
Современные конструкции и технологии производства конденсатоотводчиков позволяют выпускать прочные модели, срок службы которых значительно выше и которые могут противостоять и гидроударам. Однако еще раз повторим, что гидроудар - это свидетельство ненормальной работы системы.
Загрязнения - основная причина выхода конденсатоотводчиков из строя (естественно, мы здесь не говорим об изделиях изначально неработоспособных конструкций, которые время от времени предлагаются на российском рынке). Различные типы конденсатоотводчиков имеют разную чувствительность к загрязнениям, но установка фильтров перед ними является совершенно необходимым условием долгой и надежной работы. Несомненное преимущество имеют конденса-тоотводчики со встроенными фильтрами.
Итак, требования, предъявляемые к конденсатоотводчикам, внешне просты и понятны. Часто приходится слышать, что подбор конденсатоотводчика - это очень простая задача. Однако, как мы увидели, работоспособность и эффективность этого изделия зависит не только от его собственных свойств, но и от характеристик всей пароконденсатной системы, а это обстоятельство требует внимательного, квалифицированного и комплексного подхода.
| 2.1. Конденсат рекомендуется отводить из теплообменников самотеком (рис.11) | |
| 2.2. Для работы конденсатоотводчика требуется определенный перепад давления (рис. 12) |
 |
| 2.3. Если после конденсатоотводчика конденсатная линия поднимается, то перепад давления на конденсатоотводчике уменьшается, примерно, на 1 бар на каждые 7 метров подъема (рис. 13) |
 |
| 2.4. Если перед конденсатоотводчиком существует вертикальный участок трубопровода, то в нижней точке этого вертикального участка необходимо предусмотреть гидравлический затвор (рис. 14) |
 |
| 2.5. Диаметр конденсатопровода должен подбираться с учетом объема пара вторичного вскипания для того, чтобы избежать повышения давления в конденсатопроводе (рис. 15) |
 |
2.6. Конденсат и, по возможности, пар вторичного вскипания следует собирать и использовать повторно (рис. 16)
2.7. Каждый теплообменник должен дренироваться индивидуально
2.7.1. Отдельный конденсатоотводчик после каждого теплообменника (индивидуальный дренаж) (рис. 17)
2.7.2. Дренаж нескольких параллельно установленных теплообменников с помощью одного конденсатоотводчика (рис. 18
2.7.3. Дренаж нескольких последовательно установленных теплообменников (например, многоплитные прессы) (рис. 19)
2.8. Подтопление конденсатом (плюсы и минусы)
2.8.1. Подтопление конденсатом парового пространства теплообменника снижает скорость теплопередачи (рис. 20)
2.8.2. Подтопление теплообменника конденсатом приводит к экономии топлива за счет сокращения потребления пара. Однако необходимо учитывать то, что это может приводить к возникновению гидроударов
2.9. Меры по предотвращению гидроударов
2.9.1. Правильная организация отвода конденсата из паровых пространств (рис. 21 и 22)
Возможные причины подтоплений:
Ошибочно подобранный конденсатоотводчик (например, неправильный тип, конденсат отводится периодически, недостаточная пропускная способность). Конденсатоотводчик работает неправильно (например, конденсатоотводчик не открывается или открывается со слишком большим переохлаждением). Перепад давления на конденсатоотводчике слишком мал из-за больших потерь напора внутри теплообменника при низких нагрузках (например, давление в конденсатной линии > 1 бар(абс), а давление в теплообменнике при низкой нагрузке < 1 бар(абс)).
Меры по предотвращению гидроударов:
Для непрерывного отвода конденсата из теплообменников без подтоплений используйте только поплавковые конденсатоотводчики типа UNADuplex. Конденсатоотводчик должен быть достаточно большим, так как при малых нагрузках давление перед конденсатоотводчиком может быть очень низким (вплоть до вакуума). При этом требуется, чтобы давление в конденсатной линии не повышалось, чтобы после конденсатоотводчика не было подъемов конденсатопровода, и чтобы конденсатоотводчик устанавливался в самой нижней точке, обеспечивая тем самым дополнительный гидростатический напор. Если в теплообменнике возможно образование вакуума, то после регулирующего парового клапана рекомендуется установить прерыватель вакуума (обратный клапан RK).
В тех случаях, когда теплообменное оборудование с регулированием по «паровой стороне» работает в широком диапазоне тепловых нагрузок (при этом давление в паровом пространстве изменяется от вакуума до максимального рабочего значения) и стандартные конденсатоотводчики не могут обеспечить стабильный отвод конденсата, то рекомендуется применять специальные перекачивающие конденсатоотводчики UNA25-PK (см. рис. 8d)
Перекачивающие конденсатоотводчики работают в двух режимах: при достаточном перепаде давления - как нормальный поплавковый конденсатоотводчик, при недостаточном перепаде давления-как механический конденсатный насос. Переключение из одного режима в другой происходит автоматически в зависимости от уровня конденсата внутри конденсатоотводчика.
Для перекачивания конденсата используется «острый пар». Встроенные обратные клапаны обеспечивают движение конденсата в одном направлении. Подача «острого пара» в конденсатоотводчик и открытие вентиляционного клапана происходит автоматически.
2.9.4. Конденсатоотводчики непрерывного действия
Термостатические конденсатоотводчики зачастую отводят конденсат периодически и, следовательно, рекомендуются к применению на небольших расходах конденсата. Для отвода конденсата из теплообменников (и в данном конкретном примере пароводяной теплообменник с регулированием “по пару”) рекомендуется использовать поплавковые конденсатоотведчики UNA!
2.9.5. Гидрозатворы и компенсаторы гидроударов в случае подъема конденсата
2.9.6. Правильное расположение различных конденсатных линий и конденсатного коллектора (рис. 26 и 27)
1.10. Воздух и другие неконденсируемые газы, присутствующие в паре, снижают температуру пара и нагревательную способность теплообменников, и могут приводить к неравномерному нагреву продукта (критично, например, для прессов, вращающихся сушильных цилиндров) (рис. 3 и 28)
Теплообменники небольшого и среднего размера достаточно хорошо вентилируются через конденсатоотводчики со встроенной функцией автоматического отвода воздуха.
Подбор конденсатоотводчика
Подбор конденсационных горшков следует производить по разности давлений пара до и после горшка, а также по производительности горшка.
Давление пара до горшка Р 1 следует принимать равным 95 % давления пара перед нагревательным прибором, за которым установлен горшок.
Давление пара после горшка Р 2 надлежит принимать в зависимости от типа горшка и от давления пара перед прибором, за которым установлен горшок, но не более 40 % этого давления.
При свободном сливе конденсата давление после горшка Р 2 можно принять равным атмосферному.
Разность давлений пара до и после горшка, ДР, определяем следующим образом:
Затем по графику определяем номер конденсационного горшка с открытым поплавком.
При максимальной производительности горшка равной л/час (она равна расходу греющего пара, подаваемого в калорифер) и разности давлений ДР=4.34 ат, номер конденсационного горшка будет №00
Расчёт и выбор циклонов
Воздух, выходящий из сушильного барабана, очищается в циклонах, мокром пылеуловителе.
Определим наибольший диаметр частицы материала, уносимого из барабана в циклон вместе с отработанным воздухом.
Для этой цели рассчитаем скорости витания, W вит, для частиц диаметром 0.1 мм; 0.15 мм; 0.2 мм; 0.25 мм по формуле
Где м 2 - динамическая вязкость воздуха при температуре воздуха, покидающего сушильный барабан, Па*с;
d - диаметр частицы, м;
Вл.2 - плотность отработанного воздуха, кг/м 3 ;
Ar - критерий Архимеда.
Критерий Архимеда определяем по формуле:
Где - плотность частиц высушиваемого материала, кг/м 3
g - ускорение силы тяжести, м 2 /с.
Для бикарбоната натрия? ч = 1450 кг/м 3 , а динамическая вязкость воздуха при t 2 =60 °C м 2 =0.02*10 -3 Па*с
Тогда определяем Ar по формуле для частицы заданного диаметра, а затем скорость витания.
Результаты вычислений сводим в таблицу.
Скорость отработанного воздуха на выходе из барабана W 2:
Где V вл.2 - расход влажного воздуха, покидающего сушильный барабан, м 3 /с;
F б - площадь поперечного сечения барабана, м 2 ;
в н - коэффициент заполнения барабана насадкой (в н =0.05).
Строим график зависимости W вит =f (d )
Из графика следует, что скорости витания, равной W вит =0.94 м/с, соответствует диаметру частицы d=0.185 мм.
Таким образом, частицы материала, имеющие диаметр больше 0.21мм, будут оставаться в барабане, а меньше 0.185 мм уноситься с отработанным воздухом в циклон. Для очистки воздуха применяем циклон типа НИИОГАЗ.
Основные размеры циклона определяем в зависимости от его диаметра Д, эти размеры приведены в таблице П 5.1
Применяются три типа этих циклонов: ЦН-24, ЦН-15 и ЦН-11. Циклон типа ЦН-24 обеспечивает более высокую производительность при наименьшем гидравлическом сопротивлении и применяется для улавливания крупной пыли (размеры частиц не более 0.2 мм).
Циклоны ЦН-15 и ЦН-11 применяются для улавливания средней (размер 0.1-0.2 мм) и мелкой пыли (размер до 0.1 мм).
При оценке степени улавливания в циклоне, помимо свойств пыли, учитывается скорость газа и диаметр циклона. Циклоны меньшего диаметра имеют больший коэффициент очистки, потому рекомендуется устанавливать циклоны диаметром до 800 мм, а при необходимости устанавливать несколько циклонов, объединяя их в группы, но не более восьми.
Диаметр циклонов Д определяем из уравнения расхода:
Где W ц - условная скорость воздуха, отнесённая у полному поперечному сечению цилиндрической части циклона, м/с.
V вл.2 - количество влажного воздуха на выходе из сушильного барабана, рассчитанное на летние условия работы м 3 /с.
Для улавливания из воздуха частиц марганцевой руды размером меньше d=0.185 мм выбираем циклон типа ЦН-15, коэффициент сопротивления этого циклона ж=160.
Чтобы определить скорость воздуха в циклоне, предварительно зададимся отношением ДР/? вл.2 . Для широко распространённых циклонов НИИОГАЗ отношение ДР/? вл.2 равно 500-750 м 2 /с 2
Принимаем ДР/? вл.2 =740, и из выражения
Определяем условную скорость воздуха:
Тогда диаметр циклона Д:
Так как циклоны типа ЦН-15 с диаметром более 800 мм не экономичны и не выпускаются, то следует установить параллельно несколько циклонов меньшего диаметра. В этом случае диаметр циклонов подбирается постепенно: в формулу подставляем не весь расход воздуха, а делим его на выбранное число аппаратов. Так, если отработанный воздух будет очищаться в двух циклонах, то диаметр циклона будет:
Выбираем нормализованный циклон типа ЦН-15 с диаметром 700 мм. Его конструктивные размеры (в мм): d=420 ; d 1 =410 ; H=3210 ; h 1 =1400 ; h 2 =1600 ; h 3 =210 ; h 4 =1235 ; a=462 ; b 1 = 140; b=182 ; l=430; вес 320 кг.
Гидравлическое сопротивление циклона рассчитываем по уравнению:
Так как аппараты установлены параллельно, то сопротивление батареи циклонов будет равно сопротивлению одного циклона.
