Пылисистемы_Жуков

Для мельниц с призматическим шахтным (гравитационным) сепаратором при размоле бурых углей и сланцев:

где а =1,0 – для бурых углей и а = 1,2 – для сланцев.

Величина относительной мощности Ni определяется по формуле (5.9).

Для мельниц с призматическим шахтным сепаратором при размоле фрезерного торфа:

В =1,45×10−2 u D × L × mD0.25wш1,2 (1,43Ni -1)0,5 , т/ч (5.11)

где wш – скорость сушильного агента вместе с водяными парами в конце шахты, м/с;

Для фрезерного торфа рекомендуется принимать скорость в конце шахты 3,5 ÷ 4,5 м/сек, а величину Ni – как для мельниц с шахтным (гравитационным) сепаратором.

При проектировании установок с ММ производительностью В < 20 т/ч по бурому углю рекомендуется применять аксиальные, а свыше 20 т/ч – тангенциальные мельницы. К мельницам производительностью В £ 20 т/ч при размоле топлив, требующих грубого помола (R90>45%), устанавливаются как инерционные, так и шахтные сепараторы.

Номинальные производительности мельниц, а также удельные расходы на размол для типовых топлив приводятся в табл. 4.10 и 4.11[1].

Мельницы-вентиляторы

Производительность мельницы-вентилятора по газовоздушной смеси находится по

формуле (5.50) теплового расчета гл.6:

где u – окружная скорость ротора, м/сек; D – диаметр ротора, м;

b – рабочая ширина лопатки, м;

Кэк – коэффициент, учитывающий снижение производительности М-В по топливу в эксплуатационных условиях вследствие износа размольных элементов и других причин, принимается Кэк = 0,9;

Пвл1 – поправочный коэффициент, учитывающий влияние влажности на размолоспособность топлива;

Пвл 2 – коэффициент пересчета веса угля со средней влажностью на вес сырого угля; GrVTi – коэффициент размолоспособности топлива;

Пдр – коэффициент, учитывающий влияние степени дробления топлива на производительность мельницы, при расчетах крупность дробления принимается в зависимости от R5 по данным § 1.4[1].

Величины u, В и b принимаются по данным табл. 3.6 [1], исходя из предварительно выбранного типоразмера мельницы.

Максимальная размольная производительность М-В с предвключенной бильной частью:

ВБ = 1,1В т/ч (5.14)

где В – подсчитывается по формуле (5.13).

Максимальная размольная производительность М-В на фрезерном торфе

или больше заданной Вр.

Для определения напора и мощности, потребляемой М-В, находят значение коэффициента расхода j из формулы:

ϕ = VM −B

148D3n

где n – скорость вращения ротора, об/мин.

Величина j обычно находится в пределах j = 0,07 ÷ 0,1. При Bр > Вс ее рекомендуется принимать ближе к верхнему пределу, а при Вр < Вс – ближе к нижнему пределу; в отдельных случаях допускается отклонение j за указанные пределы.

По найденному значению j и безразмерным характеристикам (рис. 4.15 и 4.16 [1]) находят соответствующие значения величины y

Коэффициент напора безразмерной характеристики

ψ= 9,81Нв.полн

γ×u2

где Hв.полн – полный напор, развиваемый вентилятором на незапыленном воздухе, мм вод. ст.; u – окружная скорость ротора, м/сек;

g – удельный вес сушильного агента в конце установки (за сепаратором), кг/м3

Напор для преодоления сопротивления внешней сети на запыленном потоке

m’се – концентрация топлива перед сепаратором с учетом кратности циркуляции, кг/кг; Мощность, потребляемая М-В на размол и пневмотранспорт,

h – к.п.д. мельницы-вентилятора, принимается по рис. 4.15 и 4.16 [1] соответственно выбранному значению j;

hэл – к.п.д. электродвигателя, при расчетах его можно принимать равным 0,92.

Мощность электродвигателя М-В выбирается из табл. 3.6. В этой таблице мощности даны с учетом пуска и самозапуска М-В.

Удельный расход электроэнергии на размол и пневмотранспорт

Эобщ = Nтл (5.20)

Bр

где Nтл – определена по формуле (5.18);

Вр – расчетная производительность мельницы.

Выбор числа мельниц к котлам и определение расчетной производительности

В системах с прямым вдуванием все мельницы, установленные к котлу, должны находиться в работе. Мельницы выключаются лишь для ремонта и при снижении нагрузки котла.

При проектировании выбор мельниц производится с запасом. При установке двух мельниц на котел каждая из них выбирается из расчета обеспечения 60% номинальной производительности котла при работе последнего на топливе нормального качества.

При остановке одной из мельниц вторая должна обеспечить 75% нагрузки котла за счет увеличения производительности от повышения загрузки до 8% и от угрубления пыли до 7%.

При установке трех или четырех мельниц на котел или корпус производительность каждой из них выбирается исходя из необходимости обеспечения 80% производительности котла

Где Вк – расход топлива нормального качества котлом или корпусом при номинальной нагрузке, т/ч;

zм – число мельниц на котел или корпус (см. табл. 4.13[1]).

При остановке одной мельницы остальные должны обеспечить 90% номинальной нагрузки котла путем их форсировки.

При установке пяти и более мельниц на котел или корпус производительность каждой из них выбирается исходя из необходимости обеспечения 90% производительности котла при одной остановленной мельнице, т. е.

Тепловой и аэродинамический расчеты пылесистемы производятся в необходимом количестве вариантов, в том числе на 100% нагрузки котла при работе всех мельниц и на 90% нагрузки котла при работе всех мельниц без одной.

При установке двух мельниц на котел расчет сепаратора каждой vельницы производится исходя из производительности 0,6 Вк. При установке трех и более мельниц на котел (корпус) размеры сепаратора выбираются исходя из производительности мельницы, получаемой по формулам (5.21) и (5.22). Тонкость пыли R90 при этом принимается по табл.1.1[1].

В установках с пылевым бункером производительность мельниц выбирается по следующей формуле:

где Кз – коэффициент запаса, принимается в установках с ШБМ / Кз = 1,1; в установках с ММ и СМ при двух установленных мельницах он равен 1,35, при трех – 1,20, при четырех и более –

1,1;

åzк – число установленных котлов;

Вк – расход топлива нормального качества котлом при номинальной нагрузке, т/ч; åzм – число всех мельниц;

zм – число мельниц на один котел, см. табл. 4.13[1].

6 ТЕПЛОВОЙ РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ПЫЛЕПРИГОТОВЛЕНИЯ

Методика расчета

Тепловой баланс пылеприготовительной установки составляется на 1 кг сырого топлива.

Граничными сечениями для составления теплового баланса и расчета количества сушильного агента являются в начале установки: по топливу – течка сырого угля; по сушильному агенту – сечение трубопровода, подводящего агент к мельнице; в конце установки для систем, имеющих мельничные вентиляторы, – сечение на входе в мельничный вентилятор; при работе установки под наддувом при отсутствии мельничного вентилятора – сечение за сепаратором.

Начальные значения величин обозначаются индексом 1, а конечные – индексом 2.

Выбор расчетных параметров, входящих в тепловой баланс, производится из условия получения необходимой подсушки топлива. Факторами, определяющими выбор расчетных параметров, являются:

1.Надежность установки по условиям взрывобезопасности и работы подшипников мельницы и вентилятора;

2.Допустимая относительная влажность отработавшего сушильного агента, при которой отсутствует конденсация водяных паров в пылепроводах, а также обеспечивается нормальная транспортировка пыли в схемах с пылевым бункером;

3.Соответствие между равновесной влажностью топлива, относительной влажностью сушильного агента и его температурой;

4.Рекомендуемые скорости сушильного агента в отдельных элементах мельничной установки;

5.Рекомендуемые количества первичного воздуха.

3 Тепло, затрачиваемое на подогрев топлива,

При составлении формулы принято, что сстл при t2 равна сстл при tтл В формуле (6.9) сстл следует относить t = (t2 + tтл)/2.

Для пылесистем с устройством для нисходящей сушки или с трубой-сушилкой тепло, затрачиваемое на нагрев топлива в устройстве или трубе-сушилке,

а тепло, затрачиваемое на нагрев топлива в мельнице,

При расчете трубы-сушилки индекс НС заменяется на ТС.

Для систем с устройством для нисходящей сушки или с трубой-сушилкой qтл.н , может получить отрицательный знак, т. е. оказаться приходной статьей.

4 Потеря тепла в окружающую среду

Обозначения величин:

g1 – количество влажного сушильного агента на 1 кг сырого топлива, подаваемого к входному сечению пылесистемы, кг/кг;

сс.а – теплоемкость сушильного агента перед системой, кгкДж× К ;

t1 – начальная температура сушильного агента (в случае сушки смесью нескольких компонентов она равна температуре после смешения), °С;

Эрзм – удельный расход энергии на размол топлива, квт×ч/т; Кмех – коэффициент, учитывающий долю энергии, превращаемую в тепло в процессе

размола; Вр – расчетная производительность пылесистемы по сырому топливу, т/ч;

Кпрс – коэффициент, учитывающий присос холодного воздуха, в долях от весового количества сушильного агента;

c – доля присоса, приходящаяся на данный участок (табл. 5.2[1]);

сх.в – теплоемкость присасываемого холодного воздуха, кгкДж× К ;

tх.в – температура присасываемого холодного воздуха, °С; W1 – начальная влажность топлива, %;

Wпл – влажность пыли, %;

W”НС = W’м – влажность топлива в конце устройства для нисходящей сушки или трубы- сушилки, %;

а – коэффициент, учитывающий долю влагосъема, приходящегося на устройство предварительной подсушки,

tтл.HC – температура топлива в конце устройства для нисходящей сушки или трубы- сушилки, °С;

tтл – температура сырого топлива, °С;

с2 – теплоемкость сушильного агента, покидающего установку, кгкДж× К ;

t2 – температура сушильного агента в конце установки, °С;

t”HC – температура сушильного агента в конце устройства для нисходящей сушки или трубы-сушилки, °С;

сстл – теплоемкость сухой массы топлива, кгкДж× К ;

Q5 – потеря тепла в окружающую среду, кВт.

В уравнении (6.13) искомыми величинами являются либо расход сушильного агента g1 либо начальная температура агента t1 которые определяются по формулам, выводимым из уравнения (6.13):

Сушильный агент

Определение состава сушильного агента в начале установки

При сушке смесью горячего воздуха с рециркулирующими газами в тепловом балансе неизвестными являются температура сушильного агента t1 и количество влажного сушильного

агента g1.

Для определения g1 поступают следующим образом. По заданному или известному количеству сушильного агента в конце установки V2 = VM-B находится количество смеси, приходящееся на 1 кг топлива,

где g0 – удельный вес смеси, состоящей из горячего воздуха, рециркулирующего агента и присоса; этой величиной следует предварительно задаться, приняв ее близкой к удельному весу воздуха в пределах g0 = 1,27 ÷ 1,28 кг/м3 при н.у. Далее составляется тепловой баланс мельничной установки, и из уравнения баланса находился величина

Значения теплоемкости сс.а и температуры t1 определяются по кривой, для влажного воздуха (рис. 6.1) подбором из условия, что их произведение должно быть равно полученному значению cс.а·t1 .

Рисунок 6.2 – Средняя весовая и объемная теплоемкости продуктов сгорания антрацитов, полуантрацитов, каменных, бурых углей и торфа α – избыток воздуха, сг – теплоемкость продуктов

сгорания

После этого, производится проверка принятого предварительно удельного веса g0 по уравнению:

При совпадении предварительно принятого значения g0 с расчетным в пределах ±2% пересчет не производится.

Вслучае сушки смесью топочных газов с воздухом значения величин, относящихся к рециркуляции, заменяются значениями величин для топочных газов. Определение удельного веса топочных газов производится по формуле (6.42), теплоемкости газов – по рис. 6.2.

Втом случае, когда задано количество первичного воздуха и сушильный агент составляется из нескольких компонентов, например из горячего воздуха, рециркулирующего газа и присадки холодного воздуха, доля каждого компонента определяется из решения следующей системы уравнений:

где rпер – доля первичного воздуха от теоретически необходимого для полного сгорания топлива;

rрц – доля рециркулирующих газов, приходящаяся на 1 кг сушильного агента g1

V0 – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, нм3/кг; Вк – расход топлива котлом при номинальной нагрузке, т/ч;

zM – число мельниц на один котел.

Совместное решение уравнений (6.25) и (6.26) дает величину

аналогично определяются величины rг.в и rх.в

Расход каждого из компонентов на 1 кг сырого топлива для рассмотренных случаев получается умножением rг.в, rх.в и rрц на величину g1.

Определение состава влажного сушильного агента в конце установки

Определение теплоемкости сушильного агента

Для случая подсушки топлива горячим воздухом теплоемкость воздуха определяется соответственно заданной температуре по рисунку 6.1.

Для случая сушки смесью топочных газов с воздухом теплоемкость агента определяется как средневзвешенное значение из теплоемкостей составляющих газов и воздуха, рассчитываемое по заданному составу и температуре агента на основании данных того же рис. 6.1. С достаточной для практики точностью (± 1,5%) средние теплоемкости топочных газов в зависимости от избытка воздуха могут быть определены по номограмме рис. 5.2. При

пользовании номограммой удельный вес продуктов сгорания может быть определен в зависимости от приведенной влажности топлива Wп и избытка воздуха a по формуле

При сушке горячим воздухом с рециркуляцией теплоемкость сушильного агента принимается по воздуху, поскольку получающаяся при этом ошибка несущественна.

Начальная температура

При подсушке топлива горячим воздухом верхний предел начальной температуры сушильного агента определяется температурой воздуха за воздухоподогревателем и составляет

t1 = tв”вп – 10°С (6.43)

где tв”вп – температура воздуха за воздухоподогревателем, °С.

Если сушильным агентом являются топочные газы или их смесь с воздухом, верхний

предел начальной температуры ограничивается надежностью работы подсушивающих устройств и газоходов, но он не должен превышать 900°С. При этом значение температур сушильного агента перед мельницей не должно превышать величин, указанных в гл. 3.

Когда расчетная начальная температура сушильного агента ниже температуры горячего воздуха t1 < tв”вп–10°С, в качестве сушильного агента может быть применен воздух из промежуточной ступени воздухоподогревателя либо присадка его к горячему воздуху. В системах с пылевым бункером может быть применена рециркуляция воздуха.

Температура сушильного агента в конце установки и влажность пыли

Влажность пыли в конце пылеприготовительной установки связана с рядом параметров, а именно: относительной влажностью газов, температурой сушильного агента, гигроскопической важностью и теплоёмкостью топлива и др.

Обработка экспериментального материала показала, что для теплового расчета пылеприготовительных установок можно ограничиться взаимосвязью между влажностью пыли, температурой сушильного агента в конце установки и начальной влажностью топлива (рис. 5.5* приложения Д). Такая связь выявляется отдельно для условий сушки топлива смесью топочных газов с воздухом и для сушки топлива горячим воздухом.

При проведении теплового расчета пылесистемы влажность пыли принимается согласно § 1.6, а температура в конце установки выбирается по графикам (рис. 5.5* приложения Д).

После проведения теплового расчета принятое значение t2 должно быть увязано с относительной влажностью сушильного агента, покидающего установку. Во всех случаях температура агента t2 должна быть выше температуры точки росы водяных паров.

Во избежание конденсации паров на стенках пылепроводов температуру сушильного