回轉烘干機課程設計年產6噸礦渣烘干機的設計

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1、年產 6 噸礦渣烘干機的設計年產年產 6 6 噸礦渣烘干機的設計噸礦渣烘干機的設計目目 錄錄第一章第一章 前言前言 .5 51.1 課程設計背景 .51.2 課程設計的依據(jù) .51.2.1 礦渣烘干機的原理及優(yōu)點 .51.2.2 礦渣烘干機的結構和型式 .61.2.3 礦渣烘干機的加熱方式及流程 .61.3 烘干物料設備原理及其應用 .81.3.1 物料的烘干 .81.3.2 干燥設備分類及在水泥中應用 .81.4 回轉烘干機工藝流程流程型號及特性 .91.4.1 礦渣烘干機的工藝流程 .91.4.2 礦渣烘干機的型號及特性 .10第二章第二章 礦渣礦渣烘干機的選型計算烘干機的選型計算 .13

2、132.1 烘干機的實際產量計算.132.1.1 烘干機的實際每小時產量計算 .132.1.1 煤的選取及基準的轉換（撫順煙煤） .132.1.2 計算空氣需用量，煙氣生成量，煙氣成分 .132.1.3 煙氣的燃燒溫度和密度 .142.2 物料平衡及熱平衡計算.152.2.1 確定水的蒸發(fā)量 .152.2.2 干燥介質用量 .152.2.3 燃料消耗消耗量 .172.2.4 廢氣生成量 .182.3 烘干機的容積 V 及規(guī)格 .182.4 電動機的功率復核 .192.5 烘干機的熱效率計算 .192.6 廢氣出烘干機的流速 .192.7 根據(jù)廢氣量及含塵量選型收塵設備和排風設備及管路布置 .2

3、02.7.1 收塵設備選型.202.7.2 選型依據(jù) .202.8 確定燃燒室及其附屬設備 .212.8.1 據(jù)工藝要求選擇燃燒室的型式 .21 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 22.8.2 計算爐篦面積 .212.8.3 計算爐膛容積 .212.8.4 計算爐膛高度 .222.8.5 燃燒室鼓風機鼓風量計算.222.9 確定煙囪選型計算 .222.9.1 煙囪的高度 .222.9.2 煙囪的直徑 .23第三章第三章 煙道阻力損失及煙囪計算煙道阻力損失及煙囪計算.26.263.1.1 摩擦阻力損失.263.1.2 局部阻力損失.273.1.3 幾何壓頭的變化.273.2 煙道計算.273.

4、2.1 煙氣量.283.2.2 煙氣溫度.283.2.3 煙氣流速與煙道斷面.293.2.4 煙道計算.303.3 煙囪計算.303.3.1 計算公式.313.3.1.2 本課程設計.333.3.1.3 確定煙囪選型.343.3.1.3.1 煙囪高度.34第四章第四章 烘干機結構烘干機結構.35.35 4.1 筒體部分.35 4.2 內部揚料裝置.36 4.3 輪帶.36 4.4 支承裝置.26 4.4.1 托輪支承裝置.37 4.4.2 擋輪裝置.37 4.5 托輪與軸承的結構.38 4.6 卸料罩殼的設計.38 4.7 密封裝置的設計.39 4.7.1 密封裝置的位置與要求.39 4.7.

5、2 密封結構.40 4.8 傳動裝置.40 4.9 電動機選型及其特點.41 4.9.1 電動機選型.41 4.9.2 YCT 系列電動機. 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 3.42 4.9.3 減速機的設計.42第五章第五章 總結總結.45.45參考文獻參考文獻.46.46致謝信致謝信.47.47 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 46 6 噸噸/ /年礦渣烘干機的設計年礦渣烘干機的設計摘要：摘要：本課題設計的是 6 萬噸/年礦渣回轉烘干機，工業(yè)生產中，礦渣發(fā)揮著著重要的作用，尤其是一些重大型工廠。利用礦渣制成提煉加工為礦渣水泥、礦渣微粉、礦渣粉、礦渣硅酸鹽水泥、礦渣棉、高爐礦渣、?；?/p>

6、高爐礦渣粉、銅礦渣、礦渣立磨。節(jié)約了能耗，回轉烘干機對礦渣的烘干對工業(yè)生產有重要的作用。針對課題設計采用順流式烘干機，回轉烘干機內部裝置選擇抄板形式，根據(jù)產量可以確定烘干器的規(guī)格。物料和熱煙氣同時從進料口進入烘干機，對物料進行烘干。本設計用煤是從課本上提供的撫順煙煤對煙氣進行計算，對電機拖動功率復核，確定廢氣出烘干機的流速，電機功率、廢氣量及烘干機的結構。根據(jù)廢氣量及含塵量選用收塵設備和排風設備及管路布置。關鍵字：關鍵字：6 萬噸/年礦渣 ， 順流式 ，烘干機結構 ，廢氣量 ，收塵設備， 排風設備， 管路布置。 6 tons/year slag dryer design Abstract: t

7、his topic design is 60000 t/a slag rotary dryer, industrial production, slag plays an important role, especially in some large factories. Using slag made from refined processing of slag cement, slag powder, slag powder, slag Portland cement, slag cotton, blast furnace slag, granulated blast furnace

8、slag powder, copper slag, slag vertical mill. Save energy consumption, rotary dryers for slag drying has important effect to industrial production. For project design USES th dryers, rotary dryer internal device select copy plate form, according to the production can be sure of the specifications of

9、 the dryer. Material and heat of flue gas from the inlet into the dryer at the same time, the drying of materials. From textbooks provide coal used in the design of fushun bituminous coal of flue gas were calculated, the motor power to review and determine the flow rate of the exhaust gas out of the

10、 dryer, electrical power, gas and the structure of the dryer. According to the exhaust and dustiness choose dust collecting equipment and ventilation equipment and piping layout. Key words: 60000 tons of slag heating drying machine structure gas dust collection equipment ventilation equipment piping

11、 layout. 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 5第一章第一章 前言前言1.1 課程設計背景隨著現(xiàn)今工業(yè)的發(fā)展，最離不開的也是資源的開采和利用，由于礦渣資源有點已是不可再生資源，礦渣將成為工業(yè)賴以生存和發(fā)展的物資基礎，在工業(yè)的發(fā)展和日常的生活中起作舉足輕重的作用。所以礦渣烘干機的發(fā)展越來越快。隨著工業(yè)生產向大型、高效方向的不斷發(fā)展，礦渣烘干機的價值也將會更加被世界節(jié)能源界所重視。隨著國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，礦渣等礦產資源的合理開發(fā)和綜合用已成重要課題，原來礦渣干選機作為廢棄物閑置堆放的礦渣的充分開發(fā)用已刻不容緩；用寶貴的礦渣資源，使之變廢為寶，不僅能產生可觀的經濟效益，還解決了礦渣堆放

12、占用土地和污染環(huán)境等一系列問題。1.2 課程設計的依據(jù)1.2.1 礦渣烘干機的原理及優(yōu)點：礦渣烘干機（又稱回轉烘干機）的工作原理：1、礦渣由皮帶輸送機或斗式提升機送到料斗，然后經料斗的加料機通過加料管道進入加料端。2、加料管道的斜度要大于物料的自然傾角，以便物料順利流入礦用烘干機內。3、烘干機圓筒是一個與水平線略成傾斜的旋轉圓筒。物料從較高一端加入，載熱體由低端進入，與物料成逆流接觸，也有載熱體和物料一起并流進入筒體的。4、隨著圓筒的轉動物料受重力作用運行到較底的一端。濕物料在筒體內向前移動過程中，直接或間接得到了載熱體的給，使?jié)裎锪系靡愿稍?，然后在出料端經皮帶機或螺旋輸送機送出。5、礦渣烘干

13、機筒體內壁上裝有抄板，作用是把物料抄起來又撒下，使物料與氣流的接觸表面增大，以提高干燥速率并促進物料前進。6、載熱體經干燥器以后，一般需要旋風除塵器將氣體內所帶物料捕集下來（載熱體一般分為熱空氣、煙道氣等） 。如需進一步減少尾氣含塵量，還應經過袋式除塵器或濕法除塵器后再放排放。礦渣烘干機性能優(yōu)點：1、處理量比較大，抗過載能力強，熱效率高，煤耗降低 20%左右，直接降低干燥 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 6成本。傳動大小齒輪采用銷柱可換齒輪，取代了傳統(tǒng)的鑄鋼齒輪，節(jié)約成本投資，又大大降低了維修費用和時間。2、在設計時為了達到最佳的烘干效果，采用順流干燥方式，物料與熱源氣流由同一側進入干燥設

14、備，烘干機出口溫度低，熱效率高。3、在內部結構上實現(xiàn)了創(chuàng)新，強化了對已分散物料的清掃和熱傳導作用，消除了筒體內壁的沾粘現(xiàn)象。4、使用了新型的給料、排料裝置，杜絕了礦渣烘干機給料堵塞、不連續(xù)、不均勻和返料等現(xiàn)象，為您降低了除塵系統(tǒng)的負荷。該設備在揚料裝置系統(tǒng)上作了多方面的技術革新，特別是采用了新型多組合式揚料裝置，克服了傳統(tǒng)烘干機的“風洞”現(xiàn)象。5、可滿足不同用戶對礦渣類物料的烘干后粒度和水分要求1.2.2 礦渣烘干機的結構和型式礦渣烘干機的主體是一個電動機帶動，做回轉運動的金屬圓筒，筒體是由厚度為1020mm 的鍋爐鋼板焊接而成的，起直徑一般為 13m,轉速一般為 2-7r/min，長徑為5-

15、8，轉筒沿物料前進的方向有 3%-6%的傾斜度，筒體上裝有大齒輪和輪帶，轉筒借助于輪帶支撐在兩對托輪上，轉筒的中心與每對托輪中心的連線呈 60 度角，為指示和限制筒體沿傾斜方向竄動，在輪帶的兩側裝有一對擋輪。電動機通過變速箱、小齒輪帶動筒體上的大齒輪，使筒體回轉。為防止漏風，在轉筒與燃燒室（或混合室）及集塵室的連接處均設密封裝置；在筒體的進料端為防止物料逆流，還沒有擋料圈。筒體的傾斜及回轉，使物料在筒的舉升和本身的重力作用下，從筒體較高的一端向較低的一端。在運動過程中物料與介質接觸，逐漸被干燥。為改善物料在干燥器內的運動狀況及加強與介質的熱交換，轉筒內通常裝有金屬養(yǎng)料板、格板、鏈條等附加裝置。

16、抄板式，適用于散粒狀或較干的物料，如沙子，礦渣；扇形式，適用于密度大的大塊物料，如石灰石、頁巖等。1.2.3 礦渣烘干機的加熱方式及流程礦渣烘干機是對流或對流輻射式干燥器，載熱介質為熱煙氣或熱空氣。介質溫度較低時主要是對流傳熱；介質溫度較高時，輻射傳熱量占有一定比例。按介質對物料的加熱方式來分有直接加熱、間接加熱和復合加熱三種形式。直接加熱是指介質與物料在轉筒內直接接觸，溫度較高的介質將熱量傳給物料；間接加熱是指介質不與物料直接接觸，用于對高溫敏感或怕介質污染在物料干燥；復式加熱是上述兩種加熱方式的總和，如雙 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 7筒式烘干機中課使介質先在筒中流動，對物料進行加

17、熱方式中以直接加熱熱效率最高，復式加熱次之，間接加熱熱效率最低。在硅酸鹽工業(yè)中大多采用直接加熱方式。直接加熱的回轉烘干機，胺物料與介質的流動方向有可分為順流式和逆流式兩種。對于礦渣烘干機經常采用的是順流式回轉烘干機。 順流式烘干機的特點：順流式烘干機中物料和氣流運動方向相同，適用于初水分高的物料。濕物料與溫度較高、相對濕度低的熱氣首先接觸，這時熱交換急劇、干燥速度快，隨著物料與熱氣流在烘干機內前進，物料水分逐漸減少，溫度逐漸升高，在接近卸料端時，熱氣流的濕含量的相對濕度增大，氣體溫度已降低，此時干燥速率已很慢。所以物料順流式烘干機內的干燥速率是很不均勻的?；剞D烘干機所用的干燥介質的類型和參數(shù)視

18、物料的性質與要求而定。在硅酸鹽工業(yè)中常采用有專設燃燒室產生的高溫煙氣作為干燥介質。因高溫燃燒產物的溫度通常在1000以上，若直接進入烘干機會燒壞金屬，并可能破壞物料的結構而改變物性，因此須使高溫燃燒產物與冷空氣混合至工藝所要求的溫度，然后進入烘干機?；旌线^程可在專設的混合室內進行，也可不設混合室下表列出了硅酸鹽工業(yè)常見的一些原料和燃料在回轉烘干機中烘干所需的介質溫度參考值。離開烘干機的廢氣溫度與其濕度及收塵和排風設備有關。原則上應保證廢氣經收塵設備、排風設備進入大氣時，其溫度不低于露點，必要時應對上述設備和管道進行保溫，防止水汽冷凝。但廢氣溫度不宜過高，否則熱耗增大。廢氣出回轉烘干機的溫度一般

19、為 100-150，物料溫度低于氣體溫度，為 80-120。被烘干物料名稱煙煤無煙煤粘土礦渣砂子石灰石高嶺土進烘干機的介質溫度（）400700500700600800700800800900800100080010001.3 烘干物料設備原理及其應用1.3.1 物料的烘干 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 8在水泥工業(yè)中，當采用干法生產時，各種含水的物料如原料、煤和混合材都需要進行烘干，而采用濕法生產時，煤和混合材也需要烘干，這樣才能保證粉磨作業(yè)的正常進行。入磨物料的水分，對磨機的產量，出磨物料的質量及磨機的操作都有很大的影響。入磨物料水分多，磨內含濕量高，細粒物料會粘附在研磨體、襯板和隔倉

20、板上，使粉磨效率下降；而且，入磨物料水分過高必然會使磨機作業(yè)條件惡化，給操作和質量控制帶來困難。此外，喂入磨內的物料，其配合比會受到物料內水分的波動而變化，從而出磨產品的質量也隨之受到影響。因此，排除物料過多水分的烘干工序是水泥生產中必不可少的重要環(huán)節(jié)。水泥廠采用單獨進行烘干的烘干設備有回轉式、懸浮式、流態(tài)式、沸騰式、重力式等。其中最常用的是回轉式烘干機。這種烘干機雖然烘干效率低，投資大， 、但是對物料的適應性強，可以烘干各種物料，且設備操作簡單可靠，故得到普遍采用。1.3.2 干燥設備分類及在水泥中應用物料的干燥可以自然的或人工的方法進行。自然干燥，即把濕物料堆放在棚屋里或室外曬場上，借風吹

21、日曬使其干燥，這種方法的優(yōu)點是無需專門設備，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，產量低，勞動強度高，操作條件差，而且受氣候影響大。人工干燥，是把物料堆放在專門的干燥器中進行干燥，人工干燥時，傳給物料熱量的方式很多，如利用熱空氣或熱煙氣的對流傳熱；利用紅外線燈或熱的金屬、陶瓷、耐火材料等表面的輻射傳熱。利用熱空氣或熱煙氣的對流作用進行加熱干燥的方法稱為對流干燥，所用的熱空氣或熱煙氣稱為干燥介質，根據(jù)水泥工業(yè)物料的特點，普遍采用對流干燥法。這種方法熱源容易獲得，設備較為簡單，總的費用也較低。干燥時，熱空氣或熱煙氣將熱量傳給物料，使水份蒸發(fā)，同時依靠通風設備的作用，使干燥設備內的干燥介質不斷更新，以排除水

22、汽。干燥設備的形式也是多種多樣的，水泥工業(yè)中常用的有回轉烘干機、流態(tài)烘干機、攪拌（懸?。┖娓煞e極氣流式干燥管等。近年來國內外還在研究噴霧干燥裝置。這些設備一般都利用熱煙氣進行對流烘干。干燥作業(yè)還可以和粉碎、選粉等其它作業(yè)同時進行，目前水泥廠的煤粉制備大多采用烘干兼粉磨系統(tǒng)。近年來，國內外對水泥原料等采用烘干兼粉磨流程也日益增多。這 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 9種方法可以簡化工藝過程，減少熱量消耗，但若物料的初水分超過烘干兼粉磨系統(tǒng)的允許范圍時，則仍需另設烘干設備進行預先烘干?？傊?，烘干過程是水泥工業(yè)中基本的熱工過程之一，干燥過程進行的好壞直接影響水泥的產質量，因此水泥工作者對烘干設備

23、必須給與足夠的重視。1.4 礦渣烘干機工藝流程流程型號及特性1.4.1 礦渣烘干機的工藝流程回轉式烘干機的生產流程如圖所示，其主要附屬設備有烘干機燃燒室，喂料與卸料設備，收塵器和排風機等。濕物料由皮帶機 2 送至喂料端鍛，經下料溜子進入烘干機 5?；剞D式烘干機筒體轉速一般為 2r/min5r/min,傾斜度一般為 3%6%.物料在筒體回轉時,由高端向低端運動,從低端落入出料罩,經翻板閥卸出,再由皮帶機運走.而熱氣體由燃燒室 3 進入烘干機筒體,與物料進行熱交換,使物料強烈脫水,氣體溫度下降.廢氣經出料罩,收塵器 6,由排風機 7 經煙囪 8 排至大氣.1.4.2 礦渣烘干機的型號及特性在回轉烘

24、干機內，按物料與熱氣體流動的方向的不同，有順流式和逆流式兩種。順流式烘干機物料與熱氣流的流動方向是一致的，在進料端，濕物料與溫度較高的熱氣體 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 10接觸，其干燥速度較快，而在卸料端，由于物料易被烘干，物料溫度也升高了，而氣體溫度以降低，二者溫差較小，故干燥速率很慢，所以在整個筒體內干燥速率不均勻。逆流式烘干機物料與熱氣體流動方向是相反的，已烘干的物料的物料與溫度較高、含濕量較低的熱氣體接觸，所以整個筒體內干燥速率比較均勻。煙氣濕料干料廢氣溫度物煙（順流）順流干燥烘干特點示意圖煙氣干料廢氣濕料溫度物煙（逆流）逆流干燥烘干特點示意圖再選擇烘干機的順逆流操作時，應根

25、據(jù)具體條件來考慮，入物料的特性、粒徑、物料最終水分的要求以及車間的布置情況等。在水泥廠中兩種操作方法均有采用，而以順流操作的居多，其主要特點如下：1. 在烘干機熱端，物料與熱氣體的溫差較大，熱交換過程迅速，大量水分易被蒸發(fā)，適用于初水分較高的物料。2粘性物料進入烘干機后,由于表面水分易蒸發(fā)，可減少粘結,有利于物料運動。用于烘干濕煤時，可避免高溫氣體直接接觸干煤引起著火。3順流操作的熱端負壓低，能減少進入烘干的漏風量，有利于穩(wěn)定烘干機內熱氣體的溫度及流速。4喂料與供煤同設與烘干機的熱端，車間布置較方便。5順流操作的烘干機出料溫度低，一般可用膠帶輸送機輸送。 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 1

26、16順流操作的粉塵飛揚較逆流時要多，烘干機內總的傳熱速率比逆流式要慢?；剞D烘干機的規(guī)格是以筒體的直徑和長度表示，目前我國水泥廠常用的幾種規(guī)格的烘干機及設備參數(shù)如下表所示：編號規(guī)格（m）L/D有效容積轉速斜度（%）功率（KW）115 53.92.4454.521.2658.1254.531.512821.22.0852042.2125.45394.751752.2146.36474.95.241462.4187.581.43.243073206.67141.53.5365回轉烘干機的操作控制參數(shù) 2干燥物料的種類石灰石礦渣粘土煙煤無煙煤進烘干機熱氣溫度（）80010007008006008004

27、00700500700出烘干機廢氣溫度（）100150100150801109012090120出烘干機物料溫度（）100120801008010060906090烘干機出口氣體流速（m/s）1.531.531.531.531.53 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 12第二章第二章 礦渣礦渣烘干機的選型計算烘干機的選型計算 礦渣烘干機選型的計算包括：烘干機的實際小時產量、燃料燃燒計算及燃燒室2WG的選擇、烘干機物料平衡及熱平衡計算、烘干機容積和規(guī)格、電動機拖動率復核、烘干機的熱效率計算、廢氣出烘干機的流速等。 已知原始數(shù)據(jù)：1、烘干物料：礦渣2、產量：6 萬 t/年礦渣3、粘土初水分：v1

28、=20%4、粘土終水分：v2=2%5、進烘干機高溫混合氣溫度：tm1=8006、出烘干機混合氣溫度：tm2=807、進料溫度：188、出料溫度：809、當?shù)卮髿鈮海?.01105MPa10、環(huán)境溫度：ta=2011、環(huán)境風速：2.0-8.0Nm/s12、廢氣排放濃度標準：150mg/Bm313、礦渣平均粒徑：0.5-1.0cm2.1 烘干機的實際產量計算2.1.1 烘干機的實際每小時產量計算 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 13hkgkGGw/7 .7845%)31 (9 . 02436560000000)1 (24365102%)5%2 , 9 . 085. 0(0k 2.2 燃料的燃燒

29、計算2.1.1 煤的選取及基準的轉換（撫順煙煤）dafddCAC10010096.7329.8010088. 710036.7196.7310051. 3100100100dararCMC 36. 51 . 610088. 7100100100dafddHAH 43. 563. 510051. 3100100100ararMH 60. 710051. 310088. 7100100ardarMAA686.106 .1110088. 7100100100dafddOAO31.10686.1010051. 3100100100dararOMO308. 142. 110088. 7100100100

30、dafddNAN26. 1308. 110051. 3100100100dararNMN543. 059. 010088. 7100100100dafddSAS52. 0543. 010051. 3100100100dararSMS 2.1.2 計算空氣需用量，煙氣生成量，煙氣成分基準：100Kg 煤，引用下表工業(yè)分析元素分析種類Mar Mad Aad Ad Vdaf Cdaf Hdaf Odaf Ndaf Sdaf 低位熱值（MJ/Kg） 煙煤3.517.8844.4580.296.111.61.420.5927.82 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 141Kg 煤燃燒所需理論空氣量：k

31、gNmOSHCVVararararoa/48. 7214 .220 . 7214 .22)3232412(211001004 .22300*2實際空氣量：kgNmVVaa/976. 848. 72 . 1310理論氧氣量: kgNmOSHCVararararo/568. 11004 .220 . 71004 .22)3232412(302理論煙氣量：kgNmVNSMHCVoOararararar/91. 79 . 597. 81004 .2221791004 .22)283218212(3102實際煙氣量：kgNmVVVaO/406. 991. 7) 12 . 1 (91. 71310）（煙氣

32、的組成成分：kgNmCVarCO/33. 11004 .221236.711004 .221232kgNmMHVararOH/652. 0)1851. 3243. 5(1004 .22)182(32kgNmSVarSO/00378. 01004 .223252. 01004 .223232kgNmVNVOOarN/09. 72179568. 12 . 11004 .222826. 11004 .2228322kgNmVVOOO/3136. 0568. 1) 12 . 1 () 1(322 2.1.3 煙氣的燃燒溫度和密度： 設進窯爐的煤和空氣的溫度均為 20 度，差表可知 ,./36. 13N

33、mkJcf./296. 13NmkJca由上表可知，kgNmVa/976. 83KgNmV/406. 93燃料的收到基低位放熱量：1,25)(1091030339ararararararnerMOSCCQ=33971.36+10305.43+109(10.31-0.52)-253.51 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 15=28640kJ/kg理論燃燒溫度：cvctcvtcQtaaaffnetth406. 920296. 120976. 82036. 128640128.28901406. 9thct設則,68. 1,1800/Ctth9.4061.681800=28443.728901.

34、28設則,68. 1,1900/Ctth9.4061.681900=30023.9528901.28Ctth0th18297 .2844395.3002328.2890195.300231800-1900t -1900實際溫度75.1371182975. 0thptt煙氣分子量gasM)2838.753233. 36404. 01893. 64414.14(01. 001. 01,igasxigasMM kmolkg /67.29kmolkgMgas/32. 14 .2227.294 .2210在=1371.75,P=101325Pa 時的密度PTC0kmolKgTPP/438. 032. 1

35、101325)75.1371273()101325101325(273101325)273()10132527330（2.2 物料平衡及熱平衡計算2.2.1 確定水的蒸發(fā)量每小時水分蒸發(fā)量hKgvvvGmww/28.176520-1002-207 .784510011212 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 162.2.2 干燥介質用量冷空氣溫度 20 度，01. 0%7000 x，高溫煙氣濕寒量：干煙氣水汽）（）（KgKgMHAVMHxVxarararaararafl/053. 0%51. 343. 596 . 7-148. 72 . 1293. 1%51. 343. 5901. 048.

36、 72 . 1293. 1)%9(1293. 1)%9(293. 11000 熱含量：干煙氣kgkJMHAVIVtcQIarararaaffgrfl/99.1915)%51. 343. 596 . 7(148. 72 . 1293. 14548. 72 . 1293. 12036. 158.2993875. 0)%9(1293. 1293. 11000高發(fā)熱量：煤）（kgkJOSHCQarararargr/58.2993810.31-52. 010943. 5125536.71339)(10912553391求：補充熱量adq干燥介質帶入熱量廢廢氣帶走熱 q2=11lIq 22lIq 2lI物

37、料帶入熱量 物料帶走熱量1mq2mq干燥器 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 17 干燥器壁擴散熱量lq（1）濕物料帶人干燥器的熱量1mq)()./(51. 11002019. 41002010084. 0100100100011111為水的比熱為礦渣絕干比熱，wmwmwmccCkgKJvcvcckgKJcmGcqmwwwm/2182051. 128.17657 .78452019. 4111121).(907. 0100219. 41002-10084. 010010010002222CkgKJvcvccwmwm（2）物料出干燥器帶出的熱量2mqkgKJqqqkgKJcmGqmmmwmww

38、m/49.10421849.322/49.32280907. 028.17657 .7845122222（3）干燥器表面向環(huán)境的散量lq kgKJqqkgKJqmDLFkktmtkFqlmlwl/72.10623. 249.104/23. 228.1765609 .8222. 06 . 39 .82122 . 214. 322. 0,602080,6 . 32取干空氣KgKgxxIImmmm/85.970)032. 0352. 0(72.1061005)(201212 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 18干空氣）（kg/kJI 99.1915flI 01. 00 x032. 01mx333

39、. 02mx352. 020mx如圖可以得到，；干空氣干空氣，水kgJIkgkgxmm/k985/032. 021干空氣。水 kgkgx/333. 02蒸發(fā) 1水干燥介質用量kg水混合氣體 kgkgxxlmmm/32. 3032. 0333. 011121每小時干燥介質用量：hkglmLmwm/73.586032. 328.1765211干混合氣X(kg/kg 干空氣)10051mICt020Ct0800Ct0809852mI 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 19混合比：954. 001. 0032. 0032. 0053. 02011xxxxnmmfl2.2.3 燃料消耗量當時，蒸發(fā) 1

40、Kg 水的燃料消耗為：0水）（）（kggnMHAVlmarararamf/k14. 0954. 01%51. 343. 596 . 7-148. 72 . 1293. 1 32. 3)1)%(9(1293. 1 101每小時燃料消耗hkgmmMwff/139.24728.176514. 02.2.4 廢氣生成量廢氣量分為三份：imVhkghkgnLhkgnnLiimm/28.1765/35.2999954. 01173.586011/38.28611954. 0954. 073.58601水汽：煙氣：干空氣：出烘干機的廢氣溫度為 80，則hNmmVhkgmLmmkgVVVmkgmkgmgiim

41、wm/6 .9035844. 001.7626/01.762628.176573.5860/844. 02933. 0%2 .2300. 1%5 .3702. 1%3 .39%2 .23%5 .37%3 .39/2933. 0/02. 18027327332. 1/k00. 13/3333平均密度，比例分別為三種物質在廢氣中所占水汽空氣煙氣水汽煙氣空氣 2.3 烘干機的容積 V 及規(guī)格)(LD 烘干機的容積及規(guī)格: 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 20由公式：)./(4585( ,4431312hmkgADLKDKLDAmVw，由初水分可以確定式中mmDVLmAmAkmDmmAmVwww1

42、2,85.112 . 2785. 045785. 02 . 2,07. 24514. 3628.1765464445,23.394528.176522333133取取取的烘干機，則烘干機容積取規(guī)格為產量可以由上表決定選故可以根據(jù)計算結果和345122 . 2mV 2.4 電動機的功率復核系數(shù) k 值物料填充率（%）0.10.150.200.25單筒回轉烘干機的 k 值0.0490.0690.0820.092規(guī)格82 . 1102 . 1125 . 1122 . 2184 . 2203253/3 . 3筒體內徑(m)1.21.21.52.22.43.03.0筒體長度（m）810121218202

43、5筒體容積（）3m9.111.321.245.681141.4筒體轉速（r/min）5.55.55.074.73.23.53.5筒體斜度（%）3555434電機轉數(shù)（r/min）9609701460970970985985電機功率（kW）5.57.51722305555 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 21國內常用的幾種烘干機的規(guī)格及性能參數(shù) 2編號規(guī)格（m）L/D有效容積轉速斜度（%）功率（KW）115 5 3.92.44 5 4.521.26 5 8.12 5 4.531.512 8 21.22.08 5 2042.2125.45 394.7 5 1752.2146.36 474.9

44、5.24 1462.4187.5 81.43.2 4 3073206.67 141.53.5 3 65回轉烘干機的操作控制參數(shù) 2干燥物料的種類石灰石礦渣粘土煙煤 無煙煤進烘干機熱氣溫度（）8001000700800600800400700500700出烘干機廢氣溫度（）100150100150801109012090120出烘干機物料溫度（）100120801008010060906090烘干機出口氣體流速（m/s）1.531.531.531.531.53幾種回轉烘干機水分蒸發(fā)強度 A 值（Kg/m3h） 2 粘土 1 粘土 2礦渣 石灰石水 分A 值水 分A 值水 分A 值水 分A 值10

45、22 10 28.5 10 35 2 12.3 15 29 15 38 15 40 3 16.520 33 20 43 20 45 4 20.5 25 36 25 47 25 49 5 24.4 30 52 6 26.51.512 10 351022 10 28.5 10 35 2 10.5 15 29 15 38 15 40 3 15.3 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 2220 33 20 43 20 45 4 17.2 25 36 25 47 25 49 5 22.8 30 52 6 22.52.212 10 33.71022 10 19.5 10 30 2 9.6 15 29 15

46、 26 15 35 3 13.820 33 20 32 20 37 4 17.9 25 36 25 39 25 39 5 21.5 30 40 6 23.62.418 10 34kWNmkgVtmGhvvAvvtmgkLnDkNwwmm396.1456.2607 . 4122 . 2092. 0/56.2604522. 1)28.17657 .7845()(22. 1min73)220200(45)220(180015. 0120)200(120/k1800092. 025. 0(%)3max3323212131max3maxmax停停）（礦渣的密度查到為，則填充率為根據(jù)上表，假定取物料所以電

47、機可以選用的型號為：Y200L-62.5 烘干機的熱效率計算%65%1002864014. 020-8089. 12490%1002490112netfwQmttc2.6 廢氣出烘干機的流速 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 23smDtVWiimm/14. 110025-1002 . 2414. 33600273802736 .9035100)100(436002732732122）（2.7 根據(jù)廢氣量及含塵量選型收塵設備和排風設備及管路布置2.7.1 收塵設備選型排風量：2 . 1/72.108426 .90352 . 1134111，一般取考慮漏風和儲備的系數(shù)khmVkVm廢氣含塵濃度

48、33411/7 .2172.1084210%37 .78452mgVGcw由排風量查表可知選用 CLT/A 型旋風收塵器，它的特點是結構完善，能在阻力較小的條件下具有較高的收塵效率，收塵器的阻力系數(shù)為105，根據(jù)氣體流量和含塵濃度的大小選用直徑為。型旋風收塵器的ACLTmmD/6001筒體截面上的氣體流速為之間）值應在（m75-5543. 31056 .196524ttgw每個筒體的氣體流量hmwDq/5 .3489414. 343. 36 . 036004360032421/所需旋風收塵器個數(shù)為：1 . 35 .348972.10842/1qVn因此選用三個旋風收塵器。2.7.2 選型依據(jù)1

49、）含塵氣體的處理量，可根據(jù)烘干機出口廢氣量考慮一定的漏風和儲備獲得。2）含塵濃度和排放標準，。332/130,/150mmgmmgc取不大于 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 243）總的收塵效率:%4 .99%1002170013021700%10041211ccc2.8 確定燃燒室及其附屬設備2.8.1 據(jù)工藝要求選擇燃燒室的型式 燃煤量小于 200Kg/h 時可以選人工操作+燃燒室，燃煤量大于 200Kg/h 選用機械化操作燃燒室。由于室故選擇機械化操作燃燒,/200/139.247hkghkgMf2.8.2 計算爐篦面積燃燒室爐蓖面積熱強度)/(3mkWqF燃燒室型式通風方式及煤種人

50、工操作燃燒室回轉爐蓖燃燒室傾斜推動爐蓖燃燒室振動爐蓖燃燒室人工通風煙煤無煙煤8109309301050930105058081081093081093093011609001160自然通風煙煤無煙煤350580470700520700520700從表中可以看出，取，則爐蓖面積：3/960mkWqF2105. 2960360028640139.2473600mqQMFFnetf2.8.3 計算爐膛容積，燃用揮發(fā)分較高的煤（如3/k350290mW度一般為層燃燃燒室的容積熱強煙煤）時可取低值，燃用揮發(fā)分較低的煤（如無煙煤）時可取高值。則取。3/300mkJqV 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行

51、2531256. 6300360028640139.2473600mqQMVvnetf2.8.4 計算爐膛高度mFVH2 . 305. 256. 622.8.5 燃燒室鼓風機鼓風量計算hmpptMVkVaafa/100010110127320273976. 8139.2472 . 15 . 07 . 02732737 . 03303KpaPCthmVkaa101:20:/10. 8:2 . 1:%50:03當?shù)卮髿鈮?，燃燒室冷空氣進入溫度理論空氣用量，為空氣系數(shù)，取鼓風機儲備系數(shù)，取根據(jù)風量鼓風機可以選型為 SWT-2.8，其參數(shù)如下風量全壓轉速電機功率1295hm /392Pa1450r/m

52、in0.09kW 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 26第三章第三章 煙道阻力損失及煙囪計算煙道阻力損失及煙囪計算 煙囪是工業(yè)爐自然排煙的設施，在煙囪根部造成的負壓抽力是能夠吸引并排煙的動力。在上一講中講到的噴射器是靠噴射氣體的噴射來造成抽力的，而煙囪是靠煙氣在大氣中的浮力造成抽力的，其抽力的大小主要與煙氣溫度和煙囪的高度有關。為了順利排出煙氣，煙囪的抽力必須是足夠克服煙氣在煙道內流動過程中產生的阻力損失，因此在煙囪計算時首先要確定煙氣總的阻力損失的大小。3.1 煙氣的阻力損失煙氣在煙道內的流動過程中造成的阻力損失有以下幾個方面：摩擦阻力損失、局部阻力損失，此外，還有煙氣由上向下流動時需要克

53、服的煙氣本身的浮力幾何壓頭，流動速度由小變大時所消耗的速度頭動壓頭等。3.1.1 摩擦阻力損失摩擦阻力損失包括煙氣與煙道壁及煙氣本身的粘性產生的阻力損失，計算公式如下：(mmH2O)tmhdLh (mmH2O)1 (2h0204tgw式中：摩擦系數(shù)，砌磚煙道=0.05L計算段長度， （m）d水力學直徑)(4muFd 其中 F通道斷面積（） ；u通道斷面周長（m） ； 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 27 煙氣溫度 t 時的速度頭（即動壓頭）(mmH2O)；th 標準狀態(tài)下煙氣的平均流速（Nm/s） ；0w 標準狀態(tài)下煙氣的重度（/NM3） ；0體積膨脹系數(shù)，等于；2731t煙氣的實際溫度（

54、）3.1.2 局部阻力損失局部阻力損失是由于通道斷面有顯著變化或改變方向，使氣流脫離通道壁形成渦流而引起的能量損失，計算公式如下：(H2O)1 (2020tgwKKhht式中 K局部阻力系數(shù)，可查表。3.1.3 幾何壓頭的變化煙氣經過豎煙道時就會產生幾何壓頭的變化，下降煙道增加煙氣的流動阻力，煙氣要克服幾何壓頭，此時幾何壓頭的變化取正值，上升煙道與此相反，幾何壓頭的變化取負值。幾何壓頭的計算公式如下：（H2O）)(ykjHh式中 H煙氣上升或下降的垂直距離（m） 大氣（即空氣）的實際重度 (kg/m3)k煙氣的實際重度(kg/m3)y3.2 煙道計算3.2.1 煙氣量煙氣在進入煙道時過剩空氣量

55、較燃燒時略大，而且在煙道內流動過程中由于不斷地吸入空氣而煙氣量在不斷地變化，尤其在換熱器、煙道閘板和人孔等處嚴密性較差，空氣過剩量都有所提高，在煙囪根處空氣過剩量變得最大。因此，在計算煙道時，在正常煙氣量的基礎上根據(jù)煙道嚴密性的好壞應做適當?shù)恼{整，以使計算煙氣量符合實際煙氣量?？諝馕肓看蠹s可以按爐內煙氣量的 1030計算，爐子附近取下限，煙囪附近取 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 28上限。3.2.2 煙氣溫度煙氣溫度指煙氣出爐時的實際溫度，而不是爐尾熱電偶的測定值，應是用抽氣熱電偶測出的煙氣本身的溫度。煙氣溫度與爐型及爐底強度有關。連續(xù)加熱爐的煙氣溫度比較穩(wěn)定，均熱爐和其他熱處理爐等周

56、期性的間歇式工作的爐子不單煙氣量隨著加熱工藝變化，而且煙氣溫度也有較大的變化，因此，煙道計算時應采用典型工藝段的煙氣出爐溫度。煙氣在煙道內的流動過程中由于空氣的吸入和散熱、吸熱現(xiàn)象的發(fā)生，使煙氣溫度不斷發(fā)生變化，因此煙道計算中采用每算階段的實際溫度，一般采用計算算段的平均煙氣溫度。3.2.3 煙氣流速與煙道斷面煙道內煙氣流速可參考下列數(shù)據(jù)采用：煙道煙氣流速 表 15.1 煙氣溫度（）400400500500700700800煙氣流速（Nm/s）2.53.52.51.71.71.41.41.2煙道為砌磚煙道時，根據(jù)采用的煙氣流速計算煙道斷面積，然后按砌磚尺寸選取相近的標準煙道斷面，再以此斷面為基

57、礎計算出該計算段的煙氣流速。3.2.4 煙道計算混合煤氣發(fā)熱量 Q=2000Kcal/Nm3,煤氣消耗量 B=7200Nm3/h。當=1.1 時，查燃料燃燒圖表得煙氣量為 2.87Nm3/ Nm3煤氣，煙氣重度=1.28 Kg/ Nm3。當=1.1 時，出爐煙氣量為 V=72002.87=20660 Nm3/h=5.75 Nm3/S.計算分四個計算段進行。第計算段：爐尾下降煙道，煙道長 2.5m，豎煙道入口煙氣溫度為 900。采用煙氣流速時，煙道斷面，選用 1044696 斷面，smw/5 . 212177. 05 . 2375. 5mf，此時煙氣速度；當量直徑21727. 0mf smw/6

58、4. 2727. 0375. 51；muFd835. 0)696. 004. 1 (2727. 0441 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 29煙道溫降/m 時 ,第計算段內煙氣平均溫度51t894)5 . 25(5 . 09001t，末端溫度；此計算段煙氣速度頭8885 . 259001 tOmmHtgwht221021194. 1)2738941 (28. 16 .1964. 2)2731 (2（1）動壓頭增量：th爐尾煙氣溫度為 900，流速為 1.2m/s 時，動壓頭 hOmmHt2240. 0273900128. 16 .192 . 1動壓頭增量OmmHhhhttt2154. 14

59、0. 094. 1（2）幾何壓頭:jih)(ykjiHh30/3 . 02738941128. 111mkgtyH2O48. 2)3 . 0293. 1 (5 . 2jih也可以查圖 15.1 計算（3）局部阻力損失：jih由爐尾進入三個下降煙道，查表得局部阻力系數(shù) K=2.3,WOmmHhkhtj2146. 494. 13 . 2(4)摩擦阻力損失：1mhOmmHhdLhtm2111129. 094. 1835. 05 . 205. 0第計算段阻力損失為： 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 30OmmHhI277. 829. 046. 448. 254. 1第計算段：換熱器前的水平煙道，煙

60、道長 9m。煙道斷面為 13921716，其面積 F2=2.18，當量直徑查表得 d2=1.55m溫降/m 時平均溫度末端溫度42t870)94(5 . 08882t；此計算段動壓頭。OmmHht22291. 1)2738701 (28. 16 .1964. 28522 t（1）動壓頭增量: th OmmHhhhttt212203. 094. 191. 1（2）局部阻力損失: 2jhK1=1.5, K2=1.1, K=K1+K2=1.5+1.1=2.6K1K2 OmmHhKhtj22297. 491. 16 . 2（3）摩擦阻力損失: 2mhOmmHhdLhtm22261. 091. 14 .

61、 1905. 0第計算段阻力損失為：OmmHh255. 561. 097. 403. 0第計算段：換熱器部分在上一講換熱器的計算中己表述過換熱器部分煙氣的阻力損失計算，另外還用圖 15.4的方法進行計算。要注意的是，由于換熱器安裝時煙道封閉不嚴，吸入部分冷空氣，因此，計算此段煙氣量時，應考慮增加的過剩空氣量。計算中設定換熱器內煙氣阻力損失 h=8H2O。第計算段：換熱器出口至煙囪入口，煙道長 11m,設有煙道閘板。 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 31煙道斷面為 13921716，面積 F3=2.18m2,當量直徑 d4=1.55m,溫降t=2.5/m；煙氣經換熱器后溫度降為 500，考慮

62、換熱器與閘板處吸風，由 1.1 增為 1.4，即煙氣量增加至 24700Nm3/h(6.85Nm3/s),此時煙氣溫度可由下式計算：2211222111cVcVctVctVt式中計算段開始煙氣量、溫度和比熱；1 1 1ctV吸入空氣量、溫度和比熱222ctV還可以從煤氣燃燒計算圖查取煙氣溫度。500的煙氣由增至后其1 . 14 . 1溫度降為 440，因此，此計算段煙氣平均溫度，末端426)115 . 2(5 . 04404t溫度,煙氣流速，此計算段煙氣速度頭4134 tsmw/14. 318. 285. 04OmmHht22465. 1)2734261 (28. 16 .1914. 3(1)

63、動壓頭增量：4thOmmHht2426. 091. 165. 1(2)局部阻力損失:4jh55. 245. 11 . 121KKKOmmHhKhtj24421. 465. 155. 2(3)摩擦阻力損失：4mhOmmHhdLhtm24458. 065. 155. 11105. 0第 IV 計算段阻力損失為：OmmHhIV253. 458. 021. 426. 0煙道總阻力系數(shù)為：I+h+h+h=8.77+5.55+8.00+4.53=26.85H2Ohh 總阻力損失是計算煙囪的主要依據(jù)，因此，要采取合理的措施，盡量減小煙道阻力 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行 32損失。3.3 煙囪計算3.

64、3.1 計算公式H=hdBhhhhji760)(K-21煙囪每米摩擦損失每米高幾何壓頭煙囪內速度頭增量煙囪有效抽力式中 H煙囪高度（m） K抽力系數(shù)，計算煙囪高度時必須考慮富余抽力，對于計算高度低于 40 米的煙囪，按計算阻力增大 2030，估計高度大于 40 米的煙囪按計算阻力增大1520；h煙道總阻力損失（H2O）h1、h2分別為煙囪頂部和底部煙氣速度頭（H2O）,煙囪出口速度一般取2.54.0Nm/s；h煙囪內煙氣平均速度頭，按平均速度和平均溫度求得（H2O） ；-煙囪每米高度的幾何壓頭（H2O） ；jih煙囪每米高度的摩擦損失，；mhh)(2OmmHhdm；0.05 可取煙囪摩擦系數(shù)，

65、d煙囪平均直徑d=0.5（d1+d2）(m)d1、d2分別為煙囪頂部和底部直徑3.3.1.2 本課程設計計算在煙道計算中煙道總阻力損失h=26.85H2O,煙囪底部溫度 t=413/m,煙囪底部=1.6，此時煙氣量為 3.84Nm3/m37200m3=27500N/m3=7.62Nm3/s，煙囪溫降1t/m，夏季平均溫度=30，當?shù)卮髿鈮簾煔庵囟?0t,760mmhgB 30/28. 1Nmkgv 假設煙囪高度為 45m 時煙囪頂部溫度，煙囪內煙氣平均溫368) 145(21tt度；391)(5 . 021ttt采用煙囪出口速度時煙囪頂部直徑sNmw/31 明德至善明德至善 博學篤行博學篤行

66、33，底部直徑，煙囪平mwVd8 . 1362. 713. 113. 110mdd7 . 28 . 15 . 15 . 112均直徑，煙囪底部煙氣速度md25. 2)7 . 28 . 1 (5 . 0，sNmdVw/33. 17 . 262. 727. 127. 12222煙氣平均速度 ；sNmwww/17. 2)33. 13(5 . 0)(5 . 021煙囪頂部煙氣速度頭，OmmHtgwh21021137. 1)2733681 (28. 16 .199)1 (2煙囪底部煙氣速度頭，煙囪OmmHtgwh222022229. 0)2734131 (28. 16 .1933. 1)1 (2內速度頭增量，煙氣平均速度頭OmmHhhh22108. 129. 037. 1；OmmHtgwh220275. 0)2733911 (28. 16 .1917. 2)1 (2抽力系數(shù)采用 K=1.15 時,有效抽力；OmmHhKhy287.3085.2615. 1煙囪每米摩擦損失；OmmHhdhm2017. 075. 025. 205. 0煙囪每米幾何壓頭查圖 15.1 得 OmmHhji263. 0計算