книги из ГПНТБ / Морозов, С. В. Сушка лубоволокнистых материалов учебник

Вентиляционное оборудование сушильных машин, его расчет и подбор

В современных сушильных машинах заводов первичной обра­ ботки затраты электроэнергии составляют до 100—200 кВт и более. Главным образом электроэнергия расходуется на перемещение больших масс воздуха внутри машины и ее воздуховодам. Поэтому нужно выбрать воздуховоды такой конструкции, чтобы они оказы­ вали минимальное сопротивление движению воздуха.

При расчете вентиляционной системы сушильной машины необ­ ходимо определить гидравлические сопротивления трения и различ­ ные местные сопротивления всей системы: фасонных частей возду­ ховодов калориферов в паровых сушильных машинах или топочных

должно быть равно сумме всех сопротивлений последовательно

на трение, местных сопротивлений в местах изменения направления или скорости движения воздуха, сопротивлений калорифера Я1( и материала Ям:

Яя = 2Я/ + 2 £ - ^ - р + Як + Ям. 2g

При определении потерь давления на трение величину удельной потери давления R на 1 пог. м для крупных и прямоугольных воз­

при заданных значениях сторон а и b и поправочный коэффициент на потерю давления в прямоугольном воздуховоде п (при этом ЯПр = = Rh). Для непрямоугольного воздуховода при известной его пло­ щади F и периметре Я

4 КВ= 1 ,1 3 У ^ п = 0 ,2 8 2 -^ = .

* Фильней М. И. Проектирование вентиляционных установок. М., «Высшая

школа», 1966.

Раттэль К. Н., Смирнов Г. Н. Вентиляция и пневмотранспортные установки

на заводах первичной обработки лубяных волокон. М., «Легкая индустрия», 1965. Сорокин Н. С. Аспирация машин и пневматический транспорт в текстильной

промышленности. М., «Легкая индустрия», 1970

92

При шероховатых воздухопроводах величину R, полученную из номограммы, следует умножить на поправочный коэффициент т. Потери давления на местные сопротивления Z определяют по формуле

Z = Z\ 2g Р-

Значения коэффициентов местных сопротивлений £ для различ­ ных видов местных сопротивлений берут из курса «Вентиляция». Сопротивления калориферов определяют по формуле вида (стр.88). Сопротивление материала при прохождении через него воздуха за­ висит от рода материала, плотности его загрузки на транспортере и скорости движения воздуха. Ниже приведены эмпирические фор­ мулы по определению сопротивлений при движении воздуха через слой различных лубоволокнистых материалов.

П р и м е ч а н и е . Вид загрузки для стланцевой и моченцовой льнотрес­ ты — вертикальная.

Необходимо отметить, что приведенные формулы учитывают влияние только удельной загрузки и скорости воздуха. В то же время лубоволокнистые материалы создают значительные гидрав­ лические сопротивления движению воздуха, которые превышают со­ противление воздуховодов, калориферов или топочных устройств. Наиболее низкое гидравлическое сопротивление имеет льносолома и льнотреста при вертикальном расположении стеблей; высокое со­ противление имеют отходы трепания и волокно. Сопротивление при движении воздуха через стеблевой материал при горизонтальной загрузке в 6—8 раз больше вертикальной загрузки.

Для перемещения воздуха или смеси дымовых газов с воздухом в сушильных машинах заводов применяют центробежные и осевые вентиляторы.

Выбор вентилятора зависит от конструктивных особенностей сушильной машины, сопротивления ее вентиляционной сети Яп, объема перемещаемого сушильного агента V и его температуры t. Необходимо, чтобы к. п. д. вентилятора был возможно больше (>0,5). Основные данные некоторых центробежных вентиляторов приведены в табл. 4.

Размеры вентиляторов берут по справочной литературе.

93

Центробежные вентиляторы выбирают по безразмерным или индивидуальным характеристикам. Для подбора вентилятора не­ обходимо знать полное количество воздуха Vn (м3/ч) и полное сопротивление Нп (t —20° С) при максимальной скорости воздуха на выходе из вентилятора. В результате выбирают тип и номер вентилятора, его к. п. д. rjB и число оборотов в минуту п. После этого определяют мощность, потребляемую вентилятором, вычис­ ляют установочную мощность электродвигателя (с учетом коэффи­ циента запаса Кд= 1,1-М,5 и к. п. д. передачи т]п) и по каталогу выбирают электродвигатель.

Осевые вентиляторы во многих случаях дают более высокий к. п. д., проще в изготовлении, компактны, требуют меньшего рас­ хода металла. Обычно они расположены внутри сушильных камер (зон). В паровых конвейерных сушильных машинах заводов приме­ няют простые осевые вентиляторы серии 06-320 (МЦ) и восьмило­ пастные вентиляторы с винтообразными лопастями.

Тягодутьевые машины и их подбор

При наличии дымогазовых сушильных машин на заводах ис­ пользуются дымососы одностороннего всасывания Д и дутьевые вентиляторы ВД.

Дымососы предназначены для Отсасывания дымовых газов из

увеличенной толщиной лопаток рабочего колеса, наличием на­ кладки у корня рабочих лопаток, брони по образующей улитки и водяного охлаждения масляной ванны.

Тягодутьевую машину выбирают по ее производительности Vp и сопротивлению вентиляционной сети Нс. При этом должна быть известна температура газов (воздуха) /г. Подбор производят по специальным характеристикам.

94

Топочные и газоочистительные устройства дымогазовых сушильных машин

Газовую смесь для сушки материалов получают в шахтных топ­ ках системы ВТИ. В топках сжигается костра или жидкое топливо. В шахтных топках допускаются высокие коэффициенты избытка воздуха.

На рис. 39 показано топочное устройство с одним кирпичным циклон-искрогасителем. Внутренние стенки топок, осадочных камер

из красного. Для догорания несгоревших в топке частиц предусмот­ рены осадочные камеры. Дымовые газы проходят в осадочные ка­ меры, циклоны-искрогасители, камеры смешения и направляются в сушильную машину. При растопке или остановке сушильной ма­ шины газы направляются в растопочную трубу, которая располо­ жена над второй осадочной камерой или первым циклоном. Цикло­ ны-искрогасители предназначены для улавливания искр и осажде­ ния несгоревших частиц топлива.

В качестве второй ступени очистительного устройства вместо одного из циклонов-искрогасителей можно использовать жалюзий­ ный золоуловитель (рис. 40), который ставят после камеры смеше­

95

ния. Принцип работы золоуловителя основан на действии инерци­ онных сил. Поток газа, проходя через решетку, резко меняет направление движения и разделяется на две струи. Зола и несго­ ревшие частицы ударяются о полки решетки, отражаются от них и уносятся одной частью струи газа в стальные циклоны. Другая

Рис. 40. Жалюзийный золоуловитель ВТИ:

часть потока (без примесей) проходит решетку. Первый поток, освободившись от примесей в циклонах, проходит через их улитки, сливается с основным потоком, после чего газовая смесь направ­ ляется в сушильную машину.

3. СУШИЛЬНЫЕ МАШИНЫ ДЛЯ СУШКИ СТЛАНЦЕВОЙ, МОЧЕНЦОВОЙ ЛЬНОТРЕСТЫ И ОТХОДОВ ТРЕПАНИЯ

Для сушки и увлажнения стланцевой льнотресты в последнее время используются сушильные машины СКП-1-10Л и СКП-1-10ЛУ.

Сушильная машина СКП-1-10Л — модернизированная сушиль­ ная машина СКП-1-8Л и относится к типу конвейерных, коридор­ ных, многозонных сушильных машин непрерывного действия с противоточным движением, рециркуляцией и подогревом воз­ духа по зонам. Принципиальная схема сушильной машины пред­ ставлена на рис. 41.

Сушильная машина имеет семь зон сушки, одну зону охлажде­ ния и две зоны увлажнения.

96

На рис. 42 представлена сушильная машина СК.П-1-10Л. В за­ грузочной части размещены натяжной механизм транспортера и центробежный вентилятор ЭВР № 4 (для удаления отработавшего воздуха из первой зоны сушки) с электродвигателем А041-6, мощ­ ностью 1 кВт.

Каркас каждой зоны сушки, охлаждения и увлажнения состоит из трех вертикальных и двух горизонтальных сварных рам. Остов наружных стен и потолка имеет переплеты из уголковой стали для установки термоизоляционных щитов. Во избежание утечек воз­ духа щиты снабжены прокладками из плотного войлока. В продоль­ ном направлении каждая зона разделена перегородкой из листо­ вой стали на два коридора: сушильный (правый) шириной 1410 мм и калориферный (левый) — 573 мм.

Рис. 41. Принципиальная схема сушильной машины СКП-1-10Л:

/ — калориферы зон сушки; 2 — вентиляторы циркуляционные

В сушильном коридоре расположены транспортер для размеще­ ния тресты; горизонтальные уголки-рельсы, по которым катятся ро­ лики верхней и нижней цепи транспортера; две трубы, которые ограничивают рабочую ширину транспортера до 1200 мм и предуп­ реждают соприкосновение стеблей тресты со стенками коридора, и дренчерная система, расположенная у потолка сушильного кори­ дора. В калориферном коридоре зон сушки расположены осевые вентиляторы, гладкотрубные калориферы и сетчатые фильтры. Оба коридора сообщаются в верхней части через круглое отверстие обе­ чайки рабочего колеса осевого вентилятора, в нижней части — че­ рез отверстие (размером 1650X350 мм) между ветвями транспор­ тера. Пол сушильного коридора во всех зонах сушки образован на­ стилом из листовой стали над нижней ветвью транспортера. Пол калориферного коридора выполнен из листовой стали и имеет скругления для обеспечения плавного перехода воздуха в сушиль­ ный коридор.

новки лопастей рабочего колеса 25°. Вал каждого вентилятора за­ ключен в металлический кожух для предохранения от намоток

97

волокнистой массы и соединен с валом электродвигателя упругой муфтой. В I и II зонах установлены электродвигатели А051-6 мощ­ ностью 2,8 кВт; в остальных зонах А042-6 мощностью 1,7 кВт.

Подаваемый в слой тресты воздух нагревается в гладкотрубных калориферах отработавшим паром давления 0,5 атм. Поверхность нагрева калориферов FK 16,6 м2 (1с—Нс зоны), 13,9 м2 (Шс—IVc зоны) и 20,8 м2 (VI 1с зоны). Трубы (/=1400 м и dn = 30 мм) имеют шахматное расположение. В каждом нечетном ряду— 11 труб, в каждом четном— 10. Шаг труб в ряду — 45 мм, а между рядами,

служат для удерживания различных волокнистых и других приме­ сей из воздуха и предохранения калориферов от загрязнения. Каж­ дая зона сушки в калориферном коридоре отделена от соседней вертикальной перегородкой из 1,5-миллиметровой листовой стали. Пар к сушильной машине подводится со стороны загрузочной части. Конденсат из каждого калорифера отводят в общий конденсатопровод.

В зоне охлаждения фильтр и калорифер отсутствуют. Наружный воздух вводится в калориферный коридор этой зоны сверху по трубе диаметром 375 м. В нижней части имеется круглое отвер­ стие для обечайки осевого четырехлопастного вентилятора ЦАГИ серии 06-320 (МЦ) № 6, который подает наружный воздух (для зимних условий 2700 м3/ч) в слой нагретой тресты на транспор­ тере. После этого подогретый воздух уходит в VII зону сушки. Ра­ бочее колесо вентилятора смонтировано на валу электродвигателя А031-4. В сушильном коридоре зона охлаждения отделена от VII зоны сушки и I зоны увлажнения брезентовыми фартуками.

Зоны увлажнения по конструкции аналогичны зонам сушки. Ка­ лориферный коридор зон увлажнения используется для увлажне­ ния воздуха до <р = 85% при температуре 40—45°С и служит каме­ рой увлажнения воздуха. Камера снабжена трубами и форсунками для распыла агентов увлажнения воздуха, фильтром и каплеотделителем. Пар распыляется через две трубы (длиной 1520 мм), снаб­ женные через каждые 44 мм пятью отверстиями диаметром 4 мм по окружности. Вода распыляется через форсунки (в каждой ка­ мере их пять). Конденсат распыляется через пять отверстий диа­ метром 5 мм, расположенных по окружности через каждые 80 мм длины трубы, проложенной между трубами для пара и воды. Кон­ струкция и установка фильтров такие же, как и в калориферном коридоре зон сушки. Фильтры предохраняют каплеотделители от засорения. Конструкция каплеотделителей (размером 1700Х455Х Х225) аналогична описанной. Циркуляция воздуха в количестве 7940 м3/ч (в каждой зоне) осуществляется восьмилопастными ре­

версивными осевыми вентиляторами ЦАГИ № 8 — .

Разгрузочная часть служит для разгрузки высушенной и увлаж­ ненной тресты и размещения механизма привода транспортера. Схема привода транспортера представлена на рис. 43.

99

Коробка скоростей позволяет получить четыре скорости движе­ ния транспортера: 1,11; 0,875; 0,760 и 0,560 м/мин.

Принцип работы сушильной машины СКП-1-10Л (как и любой сушильной машины непрерывного действия) состоит в том (см. рис. 41), что льняная треста непрерывно загружается на транспор­ тер со стороны загрузочной части и непрерывно выгружается со стороны ее разгрузочной части (со стороны привода). За время не­

прерывного передвижения транспортера внутри машины заканчи­ вается процесс сушки, охлаждения и увлажнения тресты. Свежий воздух поступает в последнюю зону сушки, а отработавший вместе с поглощенной из всех зон влагой выбрасывается из I зоны сушки. Температура стеблей льняной тресты в результате их многократ­ ного омывания нагретым воздухом при выходе из VII зоны на 5—7° С ниже, чем температура воздуха в этой зоне. В зоне охлаж­ дения треста омывается наружным воздухом и охлажденной по­ ступает в зоны увлажнения. Наружный воздух, нагреваясь4 в зоне охлаждения за счет тепла льняной тресты, целиком переходит (че­ рез отверстие под потолком) в VII зону сушки. Здесь свежий воз­ дух смешивается с отработавшим воздухом зоны, и полученная смесь поступает к вентилятору VII зоны, направляется им через ка­ лорифер, нагревается и через проем в перегородке поступает в ка­

100

нал между верхней ветвью транспортера и настилом над его ниж­ ней частью. Из канала нагретый воздух поступает в слой тресты на сетке транспортера и проходит его снизу вверх. При выходе из слоя тресты чаеть воздуха, равная количеству, поступившему из зоны охлаждения, переходит в VI зону сушки, а другая часть воз­ вращается к вентилятору VII зоны и повторяет путь, т. е. идет на рециркуляцию. Циркуляция воздуха в каждой последующей зоне аналогична описанному с тем различием, что свежим воздухом для каждой зоны является отработавший воздух предыдущей зоны. Из I зоны отработавший воздух с высоким влагосодержанием выбра­ сывается в атмосферу.

Количество удаляемого отработавшего воздуха (из I зоны) и

.поступающего в зону охлаждения наружного воздуха регулируется поворотными заслонками, расположенными в трубопроводах цен­ тробежных вентиляторов. Без обновления циркулирующего в зонах сушки воздуха процесс сушки прекращается независимо от темпе­ ратуры нагреваемого в зонах воздуха.

В зонах увлажнения воздух передвигается по замкнутому циклу. Воздух в этих зонах направляется вентилятором через слой агента увлажнения (пар, распыленная вода или конденсат) и увеличивает свое влагосодержание и относительную влажность за счет погло­ щения водяных паров. Затем увлажненный воздух проходит фильтр

ипоступает в каплеотделитель, где освобождается от взвешенных мелких капель воды. После этого воздух проходит через слой тре­ сты, отдает ей часть влаги и уменьшает свое влагосодержание. Выйдя из слоя тресты, воздух вентилятором подается снова в ка­ меры увлажнения воздуха и повторяет путь.

Сушильная машина СКП-1-ЮЛУ предназначена для подсушки

иувлажнения стланцевой льнотресты и разработана на основе мо­ дернизации сушильной машины СКП-1-ЮЛ. Машина (рис. 44) со­ стоит из десяти соединенных между собой секций (зон), которые образуют общий корпус машины, разделенный на два коридора —

сушильный (шириной 1580 мм) и калориферный (шириной 600 мм). В сушильном коридоре размещается цепной сетчатый транспортер, дренчерная система и механизм регулировки рабочей ширины транспортера.

В калориферном коридоре установлены: в сушильных зонах — калориферы, осевые вентиляторы, фильтры и пароконденсационная система; в зонах увлажнения — каплеотделители, водосборники, трубопровод для подвода воды, пара и отвода конденсата от кало­ риферов.

Со стороны выгрузки к корпусу машины примыкает приводная станция. В приводе транспортера, как видно из рис. 45, коробка скоростей заменена бесступенчатой фрикционной передачей (вариа­ тор ВР-3). Такая передача дает возможность плавно регулировать скорость транспортера. Наименьшая скорость транспортера — 0,67 м/мин; наибольшая — 5,43 м/мин. Со стороны загрузки к кор­ пусу сушильной машины примыкает натяжная станция, аналогич­ ная ранее описанной для машины СКП-ЫОЛ.

101