Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Силенок, С. Г. Механическое оборудование предприятий строительной индустрии учеб. для студентов вузов

.pdf
Скачиваний:
15
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
16.99 Mб
Скачать

130

Глава 2. Помольное

оборудование

Наивыгоднейшая величина коэффициента г|з определяется из условий сочетания максимально полезной мощности с минималь­ ным износом футеровки и мелющих тел. Теоретические исследова­ ния показывают, что наивыгоднейшее значение этого соотношения лежит в пределах 0,78—0,84. Для надежной работы мельницы вели-

32

чину ур обычно принимают равной 0,75. В данном случае ty = j2j =

- 0,754.

Определенное по формуле (П-З) рабочее число оборотов спра­ ведливо только для мельниц сухого помола. В мельницах, рабо­ тающих мокрым способом, с учетом скольжения шаров (около 10%) рабочее число оборотов определяют по формуле

» = й - ( І І 4 )

Определение мощности привода шаровой мельницы. В шаровой мельнице мощность двигателя расходуется на подъем шаров, сооб­ щение им кинетической энергии и на преодоление вредных сопро­ тивлений. Вредные сопротивления — это потеря на трение в при­ воде и подшипниках мельницы, а также тепловые потери в окру­ жающую среду в результате трения между шарами, материалом и футеровкой.

Работу, необходимую для подъема шаров по круговой траекто­

рии на среднюю для всей массы шаров

высоту h (см. рис. П-13, а)

за один цикл их движения,

выражают

формулой

Ax

= Gh кгс-м,

(П-5)

где G вес шаров в кг; h — средняя высота подъема для всей массы шаров, при­ нимаемая по высоте точки отрыва шара, находящегося на расстоянии R0 от центра мельницы, в м (здесь RQ — радиус инерции массы поднимающихся шаров).

В результате математического анализа движения шаров в мель­ ницах Л. Б. Левенсон установил, что средняя высота подъема для всей массы шаров равна 1,13 радиуса R мельницы (в свету).

Используя это соотношение, получим

A1 = Gh=l,l3GR

кгс-м.

 

 

 

(II-6)

Работу, затраченную на сообщение шарам кинетической энер­

гии за один цикл их движения, определяют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

<"-7>

где m — масса шаров в кг-сек?/м; ѵ0

— средняя скорость движения шаров

(при­

нятая для радиуса инерции массы R0

поднимаемых шаров) в м/сек;

G — вес шаров

в кг; g — ускорение силы тяжести в м/сек2;

п — число оборотов

барабана

мель-

ницы в минуту; обычно принимают

32

22,8

.

п

_

 

п = —= или « = - — -

(здесь D и R — соот-

VD VR

ветственно внутренние диаметры и радиус мельницы в м).

§ 3. Основные расчеты шаровых мельниц 131

 

Вес шаров G может быть определен по формуле

 

 

 

 

G = l / f T H = 0,785D2L(pYH)

 

(II-8)

где

V — внутренний (полезный) объем

мельницы

в ж3 ; D — внутренний

диаметр

мельницы (в свету) в м; L — условная

длина рабочих

камер мельницы

в м\ ф ->-

коэффициент заполнения мельницы мелющими телами

(для цементных

мельниц

Ф =

0,26 -s- 0,32); 7к насыпной вес мелющих тел в т/м3 (в среднем можно

при­

нимать ун = 4,65

т/м3).

 

 

 

 

 

 

Для оптимальных условий работы мельницы принимают R0 =

=

0,785/?, где R — внутренний

радиус.

Подставив значение

R0

и п в формулу

(II-7), получим

 

 

 

 

 

 

 

Л 2 = 0,1769ОЯ кгс-м.

 

(11-9)

 

Суммарная работа, затрачиваемая на подъем шаров и сообще­

ние им кинетической энергии за один цикл,

равна:

 

 

 

Л = Л 1 + Л 2 = 1 , 1 3 б # + 0,1769О/?==1,3069О/? кгс-м.

(II-10)

В результате изучения кинематики движения шаров установлено, что за один оборот мельницы рассматриваемый слой шаров совер­ шает і =- 1,795 цикла.

Мощность, необходимую для подъема шаров и сообщения им

кинетической

энергии,

определяют

по формуле

 

 

д.

Ain

_

Л 1,795

п

__ An

 

/ I I 1 П

 

 

6ТГ75

4500

 

"" 2507

С'

С 1 " 1 1 /

Подставляя

значения

А

и п в формулу

(II-11),

получим

 

 

N = 0,ÔU8GV~R

Л . с.

 

(11-12)

Мощность электродвигателя для мельницы следует подсчиты­ вать с учетом ее к. п. д. привода в целом, а также некоторого за­ паса, необходимого при пуске мельницы для преодоления инерции мельницы и загрузки:

где % — к. п. д. механизмов мельницы, определяемый

в зависимости от

конструк­

ции

мельницы

и привода (обычно % = 0,90 -т- 0,95); % коэффициент

повыше­

ния

мощности

электродвигателя

с учетом пускового

момента (при наличии спе­

циальных пусковых устройств

% = 0,85 -г- 0,95).

 

 

Определение расчетной производительности мельницы. Расчет­ ная производительность мельницы может быть определена по фор­ муле ВНИИЦеммаша:

 

Q^AbVV~D(~YqkkN

т/ч,

 

(II-14)

где q— удельная

производительность мельницы в тоннах

на 1 квт-ч

полезной

мощности (табл.

3); k — поправочный

коэффициент

натонкость

помола

(табл. 4); kN — коэффициент использования

мощности, равный 0,9.

 

Б*

132

 

 

Глава

2.

Помольное

оборудование

 

 

 

 

 

Значение q

(т/квт-ч

полезной мощности)

Т а б л и ц а

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о м о л

 

 

 

 

М а т е р и а л

 

 

мокрый

с у х о й

 

 

 

 

 

 

 

 

Мергель

с

сопротивлением

размолу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,04—0,06

0,04—0,05

 

 

 

 

 

 

 

0,07—0,09

0,06—0,07

 

 

 

 

 

 

 

0,1

—0,12

0,08-0,1

 

Сырьевая

смесь из известняка и глины

с со­

 

 

 

 

противлением

размолу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05—0,07

0,05—0,06

 

 

 

 

 

 

 

0,07—0,09

0,07—0,08

 

 

 

 

 

 

 

0,1

—0,15

0,08—0,1

 

Сырьевая

смесь из доменного шлака и извест­

 

 

 

 

няка с сопротивлением размолу:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,03—0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,04—0,06

 

 

 

 

 

 

 

0,15—0,2

0,036—0,044

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,035—0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,05 —0,06

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,02

—0,025

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,024—0,028

 

 

 

 

 

 

Значения k

 

Т а б л и ц а

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т о н к о с т ь по ­

 

Т о н к о с т ь п о ­

 

Т о н к о с т ь по ­

 

 

мола (остаток

k

мола

(оста­

k

мола (остаток

k

 

на сите 008)

 

ток

на сите

на сите 008)

 

 

в %

 

 

 

008) в %

 

в %

 

 

 

2

 

0,588

 

 

8

0,912

13

 

1,13

 

3

 

0,655

 

 

9

0,95

14

 

1,17

 

4

 

0,715

 

 

10

1

16

 

1,258

 

5

 

0,768

 

 

11

1,042

17

 

1,301

 

6

 

0,818

 

 

12

1,09

18

 

1,342

 

70,865

§4. Схемы помола цементного клинкера

исырьевых материалов

Помол цементного клинкера. Схема помольной установки, работающей по замкнутому циклу с сепараторной мельницей 3,2 X 15 м, представлена на рис. II-14, а.

Клинкер, добавки и гипс загружают в бункера установки из склада грейферным краном или конвейером.

§ 4. Схемы помола

цементного клинкера

и сырьевых

материалов

133

Из бункеров материал весовыми дозаторами / подается по лен­

точному конвейеру

2 в двухкамерную

сепараторную мельницу 3.

В первой камере мельницы происходит предварительный

размол

материала, и смесь

в виде готового цемента и

крупки через щели

в перегородке барабана просыпается в пространство разгрузочного устройства, откуда через окна в корпусе поступает на барабан электромагнитного сепаратора 4 для отделения металлических вклю­ чений. Далее смесь по аэрожелобу 5 направляется в элеватор 6.

Рис. 11-14. Схемы помольных установок для цементного клинкера

а

помольная

установка,

р а б о т а ю щ а я по з а м к н у т о м у ц и к л у с

сепараторными мельни­

цами

3,2 X 15

и 4 X 13,5;

б — помольная

установка

с

мельницей

4 X 13,5 без п р о м е ж у ­

 

 

точной выгрузки, р а б о т

а ю щ а я по

з а

м к н у т о м у

ц и к л у

Аэрожелоб представляет собой короб, разделенный в горизонталь­ ной плоскости мягкой перегородкой на две камеры. В верхнюю камеру желоба поступает смесь, а в нижнюю вентилятором 7 нагне­ тается воздух под напором около 500 мм вод. ст. Угол наклона аэрожелоба 12°. Воздух, проникая через поры мягкой перегородки, образует в верхней камере желоба текучий поток аэросмеси, кото­ рый и движется наклонно к элеватору 6. Поднятая наверх элевато­ ром смесь по аэрожелобам 8 направляется в два циркуляционных воздушных сепаратора 9. Классифицированный готовый цемент из сепараторов через «мигалки» 10 направляется в аэрожелоб / / гото­ вого цемента и далее в двухкамерный пневматический насос 12.

134

Глава 2. Помольное оборудование

Выделенная

в сепараторах крупка попадает в двухветвенный

аэрожелоб 13 и аэрожелоб 14 с углом наклона 5°. Аэрожелоб 13 может транспортировать крупку как в первую камеру мельницы, так и во вторую; при перегрузке второй камеры часть крупки мо­ жет быть направлена по аэрожелобу снова в первую камеру. Аэрожелобом 14 крупка транспортируется только во вторую ка­ меру мельницы через окно загрузочного устройства, которое со­ стоит из двух перегородок с направляющими лопастями (см. рис. II-6, б).

Во второй камере мельницы цементная крупка почти полностью размалывается до готового продукта — цемента, который по аэро­ желобу 15 направляется в пневмонасос 12. В готовом продукте

может быть небольшое количество и

неизмельченной

крупки,

в этом случае смесь направляется через

магнитный сепаратор 16,

аэрожелоб 17, элеватор 6 и двухветвенный

аэрожелоб 8 в циркуля­

ционные воздушные сепараторы 9, т. е.

цикл повторяется.

Таким

образом смесь (крупка) циркулирует 4—5 раз, пока она полностью не превратится в готовый продукт.

Для увеличения производительности помольной установки мель­ ница принудительно аспирируется мощным вентилятором (дымо­ сосом) 18, который, просасывая чистый воздух через мельницу, удаляет из мельничного пространства мелкие частицы пыли, обра­ зующей цементную «подушку». Последняя затрудняет помол и обволакивает мелющие тела.

По выходе из мельницы воздушная смесь дважды очищается от цементной пыли. Для первой, или грубой, очистки применяют аспирационную шахту 19 и батарейный циклон 20, где осевшие частицы цементной пыли, сползая по стенкам циклона, через «мигалку» 21 попадают в аэрожелоб 22 и далее в двухкамерный насос 12. В ба­ тарейных циклонах осаждается до 80% всей пыли, находящейся в воздушной смеси. После циклонов очищенная воздушная смесь

проходит тонкую очистку в электрофильтре 23,

где цементная

пыль оседает в бункере и далее через «мигалку»

24 направляется

в двухкамерный пневматический насос 12, а затем на склад цемента. Степень очистки в электрофильтре достигает 98—99%.

Помольная установка с мельницей 4 X 13,5 без промежуточной

выгрузки, работающей по замкнутому циклу,

представлена

на

рис. II-14, б. Размолотый материал, пройдя

сито мельницы

/,

классифицируется, при этом готовый цемент распределительным

аэрожелобом

2 направляется

в пневматический насос 3

и далее

в силосный

склад 4. Второй

аэрожелоб 2 транспортирует

крупку

В вертикальный элеватор 5 и далее в циркуляционные воздушные сепараторы 6. После классификации крупка из сепараторов по аэро­ желобу 7 направляется на домол, а готовый продукт аэрожелобом 8 транспортируется в пневмонасос 3. Воздух очищается по описан­ ной ранее схеме.

§ 4. Схемы помола цементного клинкера и сырьевых материалов

135

Рассмотренные мельницы (рис. II-14, а и б) могут быть приспо­ соблены для работы по открытому циклу, при этом загрузочноразгрузочные отверстия в корпусе барабана мельницы закрывают крышками. При работе мельницы по открытому циклу цемент, пройдя первую и вторую камеры, поступает непосредственно в пнев­ матический двухкамерный насос, а после него в силосный склад.

Помол сырьевых материалов при сухом способе производства

обычно осуществляется по замкнутому циклу с одновременной под­ сушкой. В таких установках используется тепло отходящих газов вращающихся печей или специально устраиваемых топок. Допу­ скается температура газов на входе в мельницу 400—600 и на вы­ ходе около 80° С. Скорость газового потока в трубопроводах до циклонов 20—25 місек и после циклонов не менее 16 місек.

Помол сырьевых материалов при мокром способе производства

осуществляется в основном по открытому циклу. Длину барабана

Рис. 11-15. Схемы установок для помола сырьевых материалов при мокром способе производства

а — схема помола в открытом цикле: / — тарельчатый питатель и весовой д о з а т о р ; 2 — пи­

татель г л и н я н о г о шлама; 3 — ленточный

конвейер; 4 — мельница; 5 — емкость перед

насосом; 6 — насос; 7 — т р у б о п р о в о д дл я

подачи

шлама в производство; б

схема по­

мола в з а м к н у т о м ц и к л е

с

п р и м е н е н и е м д у г о в о г о

грохота: /

— т р у б о п р о в о д

для

подачи

шлама; 2 — мельница;

3 — емкость перед насосом; 4 — насос;

5 — д у г о в о й

грохот;

6 — надситный

продукт;

7 — подситный

п р о д у к т

(готовый);

в — схема помола

мягких

материалов в з а м к н у т о м

цикле с применением г и д р о ц и к л о н о в

и г л и н о б о л т у ш к и : /

— гли-

 

н о б о л т у ш к а ;

2 — насос; 3

— гидроциклон; 4

— мельница

 

 

мельницы

выбирают

в зависимости

от свойств

размалываемого

сырья: для твердых материалов требуются более длинные бара­ баны, и наоборот.

Схемы установок для помола сырья при мокром способе произ­ водства представлены на рис. II-15. Для предварительного измель-

136

Глава 2. Помольное

оборудование

чения и взмучивания сырья (мела и глины) применена глиноболтушка (см. рис. 11-15, в). Использование гидроциклона позволяет выделить из шлама, поступающего после глиноболтушки, до 70% материала, не требующего помола.

В настоящее время для измельчения и взмучивания мела и глины применяют вместо глиноболтушек и шаровых мельниц гид­ рофолы, конструкция которых подобна аэрофолу (см. рис. 11-5, ж).

§5. Аппараты для очистки воздуха

игазов от пыли

Смесь воздуха с частицами материала, не уловленного в воздуш­ ных сепараторах (аспирационный воздух), а также отходящие запы­ ленные газы вращающихся печей необходимо обеспыливать. Лишь после этого очищенный воздух (газ) может быть выброшен в атмо­ сферу.

Аспирационный воздух и газы очищают двумя способами — сухим или мокрым.

Уловленная пыль представляет собой ценный материал, обычно возвращаемый в производство или используемый в других отраслях народного хозяйства.

Для отделения пыли от воздуха (газов) применяют следующие способы:

а) механическую очистку в центробежных циклонах («сухих»), в которых частицы материала отделяются под действием центробеж­ ных сил и сил тяжести, а также в циклонах-промывателях («мок­ рых») при наличии воды;

б) очистку с помощью рукавных (матерчатых) фильтров, ткань которых задерживает на своей поверхности частицы материала и пропускает очищенный воздух (газ);

в) электрическую очистку газов (воздуха) в электрофильтрах; частицы материала осаждаются в электрическом поле высокого напряжения;

г)

мокрую очистку газов (в скрубберах).

 

В

промышленности строительных материалов, главным обра­

зом в

цементной, преимущественное

распространение

получил

сухой

способ очистки с использованием

аспирационных

шахт, пы-

леосадительных камер, циклонов, рукавных и электрических фильтров.

Центробежный циклон представляет собой сварной корпус, состоящий из цилиндрической части / (рис. И-16, а), конической 2 и пылеотводящего патрубка 3.

Аспирационный воздух (газ) по наклонному входному патрубку 4 поступает в циклон по касательной к его окружности со скоростью до 20—25 місек. Угол наклона патрубка — 15—24°. Крышка 5 согнута по винтовой линии и имеет шаг, равный высоте входного

§ 5. Аппараты для очистки воздуха и газов от пыли

137

патрубка 4. Войдя по касательной к окружности циклона, аспирационный воздух вращается по винтовой линии и опускается вниз.

Вследствие центробежных сил частицы материала отбрасы­ ваются к внутренним стенкам циклона. Частицы материала (пыль) опускаются по стенкам циклона в коническую часть 2 корпуса и далее через патрубок 3 и пылевой затвор (мигалку), предупреждаю­ щий подсос извне воздуха, пе­

риодически

сбрасываются

на­

 

б)

газа

ружу.

Обеспыленный

 

воздух

 

Выход

 

 

 

 

или газ поднимается в верхнюю

 

 

 

часть циклона и по патрубку 6

 

 

 

выбрасывается

в атмосферу

или

 

 

 

направляется

на

дальнейшую

 

 

 

очистку в рукавные или элек­

 

 

 

трические

фильтры.

 

 

 

 

 

 

 

Для

обеспечения

высокой

 

 

 

степени

очистки

рекомендуется

 

 

 

выбирать

циклоны

меньшего

 

 

 

диаметра. Для

увеличения

про­

 

 

 

пускной

способности

следо­

 

 

 

вательно, и производительности)

 

 

 

применяют

батарейные

цикло­

 

 

 

ны, в которых циклонные эле­

 

 

 

менты

одинакового

диаметра

 

 

 

монтируют в общем корпусе па­

 

 

 

раллельно

друг

другу.

Они

 

 

 

имеют общий подвод и отвод

 

 

 

воздуха, а также общий бункер

 

 

 

для сбора

пыли. На рис. 11-16, б

 

 

 

представлен циклонный

элемент

Рис. 11-16. Центробежный циклон

типа «Винт».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Степень

очистки, или к. п. д., циклона

может быть определена

из следующего

выражения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GBX

Ов

100%,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где GB

 

• весовое количество

поступившей

в циклон и уносимой

из цик­

лона (неуловленной)

пыли.

 

 

 

 

 

 

 

Степень очистки циклона зависит от его диаметра, размера ча­ стиц пыли, скорости, отнесенной к сечению наружного корпуса циклона, которая принимается в зависимости от конструкции цик­ лона в пределах 2,4—3,5 м/сек. Степень очистки циклонов может быть принята равной 70—90%. Степень очистки батарейных цик­ лонов колеблется от 78% (для частиц менее 10 мк) до 95% (для частиц менее 30 мк).

138

Глава 2. Помольное

оборудование

При использовании циклонов в цементной промышленности при­ нимают следующие параметры: начальная запыленность воздуха не выше 400 г/м3 (при установке циклонов в качестве первой стадии очистки за цементными мельницами допускается до 1000 г!мъ),

S)

давление или разрежение не выше 250 мм вод. ст. и температура газа не выше 400° С.

Рукавный фильтр, показанный на рис. II-17, а, состоит из кор­ пуса /, в котором подвешены матерчатые рукава 2 цилиндрической формы (диаметром 135—220 мм), сгруппированные (по 8—12 штук) в секции. Верхние концы рукавов наглухо прикреплены к планке 3,

§ 5. Аппараты для очистки воздуха и газов от пыли

139

нижние концы рукавов открыты для входа аспирационного воздуха (газа), поступающего в рукавный фильтр по трубопроводу 4 и через нижнюю камеру 5.

Проходя через фильтрующую ткань рукавов, воздух (газ) очищается, а пыль оседает на внутренних поверхностях рукавов. Очищенный воздух (газ) собирается в верхней части корпуса филь­ тра и по патрубку 6 транспортируется в общий воздуховод 7.

Рукавные фильтры работают под давлением или разрежением. Рукава фильтров периодически продувают и встряхивают, так как с течением времени они забиваются пылью, причем с увеличе­ нием слоя сопротивление увеличивается. Во избежание конденсации водяных паров рукава продувают подогретым воздухом в направле­ нии, обратном движению аспирационного воздуха (газа). Для встряхивания служит планка 3, соединенная со встряхивающим

механизмом 8, работающим от отдельного электродвигателя.

Пыль с рукавов поступает в нижнюю часть корпуса фильтра и далее отводится винтовым конвейером 9 наружу.

Фильтровальную ткань рукавов изготовляют из волокон хлопка, шерсти, нитрона, лавсана и стекла. Ткани из стекловолокна выдер­ живают температуру до 300° С.

Степень очистки достигает 99%

и зависит

от удельных

нагру­

зок на

фильтровальную ткань,

которая не

должна

превышать

1 м3Ім2

-мин. При применении фильтровальной

ткани

из стеклово­

локна удельная нагрузка принимается не более 0,5—0,6 м32

-мин.

На рис. II-17, б представлена секция рукавного фильтра из стекловолокна. Запыленный газ по трубопроводу / направляется в камеры 2 и 3 и в рукава 4. Пыль оседает на внутренних стенках рукавов, а очищенный газ через клапанную коробку 5 дымососом отсасывается в атмосферу.

Во избежание порчи ткани из стекловолокна такие фильтры нельзя подвергать обычному механическому встряхиванию. В этом случае рукава от осевшей пыли очищают при помощи воздуха, направляемого пульсирующим потоком против движения газа. Реле времени подает сигнал на исполнительный механизм 6, с по­ мощью которого закрывается один из двух перекрывающих клапа­ нов 7. В результате одна из камер (2 или 3) отключается от дымо­ соса. Одновременно с этим открывается клапан 8 и продувочный воздух по каналам (как указано на рисунке стрелками) устрем­ ляется в отключенную от дымососа камеру. Так как клапан 8 перио­ дически открывается и закрывается, создается пульсирующий поток продувочного воздуха. Благодаря этому рукава из стекловолокна плавно деформируются и слой осевшей на рукавах пыли сбрасы­ вается вниз в бункер 9 и далее ячейковым питателем 10 выводится наружу. Через установленный промежуток времени одна камера автоматически включается в работу, а вторая продувается воз­ духом.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ