8.8.2 Расчет сушилmy-размольных агрегатов

В этих агрегатах одновременно измельчают и сушат сырье­вые материалы: известняк, доменный шлак и др., а также уголь. Совмещение в одном агрегате процессов сушки и размола позволяет повысить производительность труда, экономить капи­таловложения, снизить стоимость оборудования за счет сокра­щения количества единиц оборудования.

Сушильно-размольные агрегаты, применяемые в цементном производстве, можно разделить на две основные группы: тихо­ходные размольные машины типа шаровых мельниц и быстро­ходные размольные мельницы — молотковые, сепараторные, ро­ликовые (валковые), шаровые кольцевые и др.

Так как измельченный материал выносится из агрегатов сушильным агентом, они работают только по прямоточной схе­ме.

Расчет сводится к определению размольной и сушильной про­изводительности, а также удельных расходов электроэнергии и топлива. Размольная производительность прямо пропорциональна размолоспособности материала и обратно пропорциональна за­данной тонкости помола.

Размольная производительность G_p, т/ч, может быть опреде­лена по эмпирическим формулам, найденным при исследовании размола каменноугольного топлива:

для шаровых сепараторных мельниц

(8.109)

для молотковых сепараторных мельниц

(8.110)

где С — параметр, значение которого зависит от конструкцион­ных особенностей мельницы и определяется из выражений: для шаровых сепараторных мельниц

где D_M и 1_М — внутренний диаметр и длина мельницы, м; п — частота вращения, об/мин.; для шаровой мельницы

(8.112)

для молотковых сепараторных мельниц

(8.113)

где Dp и L — диаметр и длина ротора молотковой мельницы; I_N — максимальная удельная нагрузка на ротор мельницы: для мельниц ММА I_N»50 кВт/м²; для мельниц ММТ I_N»45 кВт/м²; N_x — мощность, потребляемая молотковой мельницей при холо­стом ходе, кВт.

(8.114)

где а — коэффициент, равный 1,28 для мельниц типа ММА и 1,1 для мельниц типа ММТ;

Zo и Z — число бил в молотковой мельнице по паспортным данным и в фактическом исполнении.

В уравнении (8.115) <р — доля объема барабана шаровой мель­ницы, занятого шарами

(8.115)

roos — остаток при просеивании готового продукта через сито № 008, %; т_ш — масса шаровой загрузки, т;

k — коэффициент размолоспособности материала, который может быть найден из уравнения:

(8.116)

где К_ло — лабораторный коэффициент относительной размолос­пособности материала; П_о — поправочный коэффициент на круп­ность дробления; n_Wl — коэффициент, учитывающий влияние влажности материала на его размолоспособность; IT_W — коэф­фициент пересчета со средней влажности материала в процессе размола и сушки на начальную влажность:

где W – средняя влажность материала в процессе размола и сушки, %:

для шаровых сепараторных мельниц

для молотковых сепараторных мельниц

где W_c, W_n и W₀ — соответственно, начальная, конечная и гиг­роскопическая влажность материала, %.

Значение коэффициента размалываемое™ Кло определяется путем размола пробы топлива в лабораторной барабанной мель­нице (методика ВТИ). В качестве эталона принят донецкий ан­трацит АШ (антрацитовый штыб), для которого Кло = 1 и Roos = 69,2%. Для других видов топлива 0,8<Кло<2,5. Удель­ный расход электроэнергии при размоле эталонного материала (уголь АШ) сравнительно мало зависит от производительности и для шаровых сепараторных мельниц может быть принят для рас­чета ж 25 кВт-ч/т, а для молотковых сепараторных мельниц равным «9—10 кВт-ч/т.

Значение коэффициента размалываемое™ Кло ориентировоч­но может быть принято: для плотных известняков Кло»0,8—1,2, для рыхлых легкоизмельчаемых материалов (мел, известняк-ра­кушечник, глина и т. п.) Кло» 1,5—2,0.

Сушильная производительность является параметром, зависи­мым от размольной производительности G_p, и прямо пропорци­ональна необходимому удельному расходу сушильного агента V_c.a, найденному исходя из теплового баланса;

где qf — теплота испарения (расход тепла) физической влаги:

(8.117)

где AW_b — масса физической влаги, удаляемой при сушке; t_or — температура отходящих газов.

где W_c и W_n — содержание физической влаги в сырье и в пол­ученном продукте. Яр — конечное теплосодержание (расход тепла) полученного продукта, включая пылеунос:

где С_п — массовая теплоемкость продукта, кДж/кг-с; t,, — тем­пература продукта, °С; (J — коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду через стенки установки, выраженные в долях единицы от начального теплосодержания сушильного агента (р = 0,2—0,3); q£ — начальное теплосодержание (приход тепла) рабочей массы исходного сырья:

(8.125)

где С_с — массовая теплоемкость сухого сырья, кДж/кг-°С; С„ —массовая теплоемкость влажного сырья, кДж/кг-°С; С_са — объемная теплоемкость сушильного агента, кДж/м³ • °С; С_ог — объемная теплоемкость отходящих газов, кДж/м³-°°С; t_ca — температура сушильного агента, °С; t_or — температура отходя­щих газов, °С.

При составлении теплового баланса шаровых сепараторных мельниц учитывается дополнительно поступающее тепло, выде­лившееся в результате работы трения шаровой загрузки — qSi (кДж на 1 кг сухого материала):

(8.126)

где г] — механический кпд мельницы, г\ = 0,85-=-0,88 для мельниц с периферийным приводом; N_M — мощность привода мельницы, кВт; G_p — размольная производительность, т/ч.

Сушильную производительность оценивают по расходу су­шильного агента (м³/ч):

(8.127)

При определении необходимой производительности мельнич­ного вентилятора Уцент., м³/ч, при tor следует учитывать расходы сушильного агента и выделившихся из материала водяных паров AW_BH принимать запас около 50%. Производительность мельнич­ного вентилятора рассчитывают по уравнению:

(8.128)

где Т_ог — температура отходящих газов в К; Т_ог = 273 -+- Т_ог, где t_or — температура отходящих газов в °С; Т₀ — абсолютная тем­пература, соответствующая О °С, Т₀ = 273 °С.

Оценка эффективности работы сушильной установки оцени­вается путем расчета ее коэффициента полезного действия т)_Су:

(8.129)

где q^ — расход тепла на испарение физической влаги (см. выше); q§ — расход тепла, уносимого из установки вместе с материалом и отходящими газами:

(8.130)

q" — начальное теплосодержание сушильного агента:

(8.131)

q5 — начальное содержание рабочей массы исходного сырья:

(8.132)

где С_с — массовая теплоемкость сухого сырья, кДж/кг-°С; Св — массовая теплоемкость влаги сырья, кДж/кг °С; w_c — начальная влажность сырья, %; t_c — начальная температура сырья.

Тепловой к.п.д. сушильной установки, как это следует из вы­шеприведенного уравнения (8.129), представляет собой отношение необходимого для проведения сушки тепла к общему расходу тепла.

Сушильно-размольные установки выбирают по их паспор­тным данным на основе параметров, характеризующих свой­ства перерабатываемого материала и полученных расчетом значений размольной и сушильной производительности — G_p, V_ca и V_BeHT.

При необходимости расчета дробилок с одновременной под­сушкой можно руководствоваться вышеизложенными принципами расчета.