回转烘干机设计

目录TOC\o"1-5"\h\z第一章原始数据及设计条件21.1设计技术条件、技术参数等2第二章回转烘干机产量和水分蒸发量32.1回转烘干机产量32.2烘干机的水分蒸发量42.3回转烘干机操作方式选择42.4烘干机功率52.5物料在烘干机内的停留时间5第三章燃烧室热平衡计算63.1干燥无灰基转化为收到基的计算63.2空气量、烟气量及烟气组成计算63.3热平衡计算83.3.1收到热量83.3.2支出热量9第四章烘干机热平衡计算114.1收入热量11支出热量124.3烘干机的热耗和热效率14第五章燃烧室计算155.1耗煤量计算155.2燃烧室炉膛容积计算165.3喷煤嘴直径计算165.3.1空气用量165.3.2一次风用量及风速165.3.3喷煤嘴直径175.4燃烧室鼓风机选型175.4.1要求鼓风量175.4.2鼓风机压力175.4.3风机选型17第六章上料卸料设备的选取186.1上料设备的选取18卸料设备的选取18第七章除尘系统197.1烘干机废气量197.2除尘器选型计算197.2.1进入袋式收尘器风量197.2.2除尘风量的计算207.3排风机选型227.3.1排风机选型237.3.2除尘系统总阻力237.4废气排放浓度和排风量247.4.1排放浓度247.4.2废气排放量25第一章原始数据及设计条件1.1设计技术条件、技术参数等烘干机类型：回转烘干机烘干物料：矿渣3.产量G=70(t/h)烘干机干燥方式：顺流式矿渣初水分：叫=15%矿渣终水分：W2=1.5%进烘干机烟气温度：匕=750°C出烘干机烟气温度：12=120C进料温度：七=20C出料温度：七=110C烘干机筒体表面温度：tf=120C.环境温度：t=20C.大气压力:P=99995Pa燃烧室类型:煤粉燃烧室煤的热值：Qnet=27810(kJ/kg)16.煤的工业分析：MarAdVdafQnet.ar(kJ/kg)3.507.8944.462781017.煤的元素分析CdafHdafOdafNdafSdaf80.306.1011.61.40.610018.煤粉燃烧室热效率顼=0.919.废气出烘干机含尘浓度为:20g/Nm320.忽视空气中带入水汽

第二章回转烘干机产量和水分蒸发量2.1回转烘干机产量烘干机的产量通常按单位容积蒸发水分量指标进行计算G="或G*000()或「1000()100-W1100-W2式中:Gf一回转烘干机的产量（按含有初水分咯的湿物料计算）G一回转烘干机的产量（按含有终水分吧的湿物料计算）v一回转烘干机容积kgm3hm3；W一物料的初水分，%(2-1)上网查可得A=70kg/.W2—物料的终水分，%A一回转烘干机的单位容积蒸发强度kgm3h厂AVG1000(W1-(2-1)上网查可得A=70kg/.W2—物料的终水分，%A一回转烘干机的单位容积蒸发强度kgm3h厂AVG1000(W1-^2)100-W1—705V15=70，h1000(151.5)100-15V=157.6m3—n——.一一一V=-D2L=157.64D2L=200.66AVW-W1000(1100-W70x157.615-1.51000(100-1.5=80.5/)h2试设（1）D=3.0mL=20mD2L=180(2)D=3.0mL=25mD2L=225(3)D=3.2mL=25mD2L=250选取电机型号为:Y225M-6可根据《硅酸盐工业热工基础》表6-2选取电机型号为:Y225M-6电机转速:3.2r/min电机功率:P=30kw根据以上计算G.G,W的值和烘干机产量的要求G=10t/h.选用烘干机规格42.4x18m是正确的，符合要求。规格生产能力机体转速最高进气温度出口温度倾斜度电机功率DXL(m)t/hr/min°CC%Kw41.5x1215〜204.2800〜110080〜120515©2.2x1425〜306.24800〜110080〜12053042.4x1435~406.24800〜110080〜12054542.4x1845~506.24800〜110080〜12054543.0x2055~654.2800〜110080〜12057543.0x2565~754.2800〜110080〜12057543.2x2585〜1004.02800〜110080〜1205902.2烘干机的水分蒸发量查《热工基础》得公式(6-34)W=G()100-W1查《热工基础》得公式(6-34)式中：w一烘干机的水分蒸发量G1一烘干机的产量W1—物料的初水分W2—物料的终水分W=70x(15T5)=11.12/100-15h(2-2)2.3回转烘干机操作方式选择根据初水分含量的高低及物料粘性选择顺流式或逆流式，还可以根据场地大小选择烘干物料五矿渣，初水分含量不太高，且矿物粘性不大选择顺流式烘干机。K值选自《新型干法水泥设计手册》表5-40值摘自《硅酸盐工业热工基础》表14-7F值摘自《硅酸盐工业热工K值选自《新型干法水泥设计手册》表5-40值摘自《硅酸盐工业热工基础》表14-7F值摘自《硅酸盐工业热工基础》a值摘自《硅酸盐工业热工基础》表5-1式中：N一回转烘干机要求功率，KW；D一回转烘干机直径，m；L—回转烘干机长度，m;Ym一烘干机物料堆积密度；n一电机转速n=4.2r/min；K一随烘干机负荷率而定的系数，K=0.069；N=0.069x3x25x0.625x4.2=122.26KW2.5物料在烘干机内的停留时间式中：。一物料休止角，。=40°F一烘干机内结构阻碍物料系数F=2a一烘干机倾斜角tana=3%i=4―1.77x罗0x25-2.9x3x4.2=9.72min第三章燃烧室热平衡计算3.1干燥无灰基转化为收到基的计算同_A]（100-M），，TO0（3-1）式中：A”一灰分的收到基A』一灰分的干燥基M^一水分的收到基A_7.89x（10°—3.5）_761ar100C_ar100-Ma"AarXC100daf（3-2）（3-1）出自《热工基础》式中：Car一固定碳的收到基%C日就—固定碳的干燥无灰基%C_100—3.5—7.61X80.30_71.38ar100同理可得：Har_0.8889x6.10_5.42Qar_0.8889x11.6=10.31Nar=0.8889x1.4=1.24Sar=0.8889x0.6=0.53Var=0.8889x44.46=39.523.2空气量、烟气量及烟气组成计算理论空气用量为V0=7005x100x22.4=7.472Nm3''煤粉a10021，kg实际空气用量为V=1.2x7.472=8.966

a理论烟气量为V0=35,265X22.4=7.899100、……,41.94实际烟气量为V=x22.4=9.394100煤粉煤粉基准：100kg煤粉，列表计算组成质量（kg）物质的量（kmol）燃烧所需理论空气量（kmol）烟气量（kmol）总计C71.385.955.955.95H5.422.7101.36NCO浮OSOONO10.310.3222-0.3222222222N1.240.044—0.04426.350.04426.35S0.530.0170.0170.017W3.50.194—0.199A7.61——合计1007.005~797.005x—=2126.355.952.9040.01726.39426.39435.265当a=1.2时烟气量过剩。量(1.2-1)x7.005=1.401kmol2烟气中过剩N量1.401^—=5.27kmol2211.4015.27实际烟气量烟气组成（%）烟气体积（Nm又煤粉）5.952.9040.0171.40131.66441.9414.196.920.0413.36475.51001.3330.650.0040.3147.0939.3943.3热平衡计算图3-3-1(3-3)来自《热工基础》查《新型干法水泥工艺设计手册》知煤粉在20C时平均比热C煤=1.26k(3-3)来自《热工基础》查《新型干法水泥工艺设计手册》知煤粉在20C时平均比热C煤=1.26kJ/(Nm3・C)噫=Qnet.疽27810^/k煤粉(3-3)式中：Qnet”一煤粉收到基的低位发热量kJ/kg煤粉量热为：%某粉=1xC煤xt煤=1xL26x20=25kJ/kg煤粉算)空气显热为：设混合用冷空气量为匕昆Nm3/kg煤粉q=(V+V)xCt=(V+8.966)x1.296x20空气混aaa混=25.92V混+232kJ/kg煤粉

式中：q空气一空气收到的热量kJ/kg匕昆一混合空气的体积Nm3kgV一实际空气用量的体积Nm3kg查资料知:干空气在20C时平均比热C=1.296kJ/(Nm3・C查资料知:干空气在20C时平均比热C=1.296kJ/(Nm3・C)总收入热量=q粉粉W+q煤粉+q空气=27810+25+25.92V混】232工又+28067+25.92V混kJ/kg煤粉3.3.2支出热量热烟气带出的热量计算如下：气体名称COHO气体名称COHOSOON空气750C时平均比热[kJ/Nm3C]22.119——21.65522.15221.44121.3611.385烟气用量[Nm3/kg煤粉]1.3330.6500.0040.3147.043V混出燃烧室烟气温度为750C，烟气总量=V+匕Nm3/kg煤粉不同气体在750C时平均比热见表3-2:表3-2摘自:《硅酸盐工业热工基础》表:4一184一19q=VCt+VCt烟烟烟混空烟=(1.333x2.119+0.650x1.655+0.004x2.152+0.314x1.441+7.043x1.361)x750+V混x1.378x750=10460+1033.5VbkJ/kg煤粉比式中：q烟一烟气量的热量kJ/kgt烟一烟气的温度C(2)燃烧室损失热量的计算如下:燃烧室热效率：门=0.9q损=Q粉x(1—门)=27810x(1—0.9)=2781kJ/«煤粉(3—5)式中：q损一煤粉燃烧时损失的热量kJ/kgQ粉一煤粉燃烧时的低位发热量kJ/kg门一煤粉燃烧室热效率总支出热量=4烟+勺损=14322+1033.5^混(3)热量平衡：收入热量=支出热量28067+25.92匕昆=14322+1033.5V混匕昆=13.64Nm3/kg烟气总量及烟气比热分别为：烟气总量=V+匕昆=9.394+13.64=23.034Nm3/kg煤粉750°C时烟气的的平均比热为1154+1033.5x13.6421.654x750=1.58(Nm3C)热平衡公式可以查《热工基础》p270第四章烘干机热平衡计算平衡范围:烘干机进料口到烘干机出料口平衡基准:1kg汽化水，0°C烘干机平衡示意图：热平衡计算参烘干机平衡示意图：热平衡计算参考《热工基础》P2694.1收入热量：(1)进烘干机热烟气带入热量：qi=ly=lx1.58x750=1185/kJ/kg水(4-1)式中：q1一进烘干机热烟气带入热量，kJ/kg水；l一蒸发lkg/水需要的热气体量，Nm3/kg水，1一进烘干机烟气温度，Cc1一进烘干机热气体平均比热，kJ/Nm3・c进烘干机湿物料带入热量：100-Wq100-Wq2=W-W112+cEtW10013+cj3100-15x15-1.50.84xf100-1.5]+4.18681520+4.1868x20"100)100_100-15x15-1.5=19584kJ/kg■水

式中：q2一进烘干机湿物料带入热量，kJ/kg水；w一进烘干机物料初水分，%；1w一出烘干机物料终水分，%；t3一进烘干机湿物料的温度，°c；Cw一水的比热；C一绝对干燥物料的比热⑶总收入热量=qi+q2=(1185/+195.84)kJ/kg水；查资料可得Cw=4.1868kJ/(kg・C)查《热工基础》p269查资料可得Cw=4.1868kJ/(kg・C)查《热工基础》p269C矿渣取0.84查《热工基础》p270气体名称CO2H2OSO2O2N2空气120C时不同气体的平均比热[kJ/Nm3・C]1.7301.5091.8281.3211.2971.302废气量(Nm3/kg煤粉)1.3330.6500.0040.3147.09312.945表：4-1(1)蒸发水分及水汽带走的热量：q=2490+Ct=2490+1.878x120(4-3)=2715.36kJ/kg水式中：q3一蒸发水分及水汽带走的热量，kJ/kg水2490—每千克水在0C是变成水蒸气所需的汽化潜热，kJ/kg水Cho一水蒸气由0C升至}2时的平均比热，kJ/(kg・C}12一出烘干机废气温度，c

(2)出烘干机废气带走的热量："号2(4-4)71.333x1.730+0.650x1.509+0.004x1.828+=lx(1.333+0.650+0.004+0.314x1.321+1.297x7.093+12.945x1.302、“八)x1200.314+7.903+12.945=159.801kJ/kg水式中：q4一出烘干机废气带走的热量，kJ/kg水c2一出烘干机废气的比热，kJ/Nm$°C七一出烘干机废气温度，120Cl—出烘干机废气量，Nm3/kg水出烘干机物料带走的热量W+C3-W100(100-1.5「一一(100-1.5「一一1.50.84x+4.1868xL100J100_100-1515-1.5x110(4-5)=616.5kJ/kg水式中：q5一出烘干机物料带走的热量，kJ/kg水七一出烘干机物料温度，110C烘干机筒体散热损失：aF(t-1)q6WWa_100x270.825x10011120=243.55kJ/kg水式中：q6一烘干机筒体散热损失，kJ/kg水F一烘干机筒体散热表面积m2，F=1.15nDLD一烘干机直径，m

L一烘干机长度，m1.15—考虑到滚筒和大齿轮等所增加的表面系数tF一筒体外表面平均温度，。Cta一周围环境温度，CW一烘干机每小时水分散发量，kg水/ha一传热系数，kJ/(m2-h-C)，见表4-2回转烘干机筒体表面传热系数akJ/(m2hC)表4-2tF-1(C)外界风速(m/s)02468100509211513214815063106131148164总支出热量=q+q+q+q=2715.36+159.80/+616.15+243.55kJ/kg水=3575.06+159.80/热平衡公式可以查《热工基础》p270热量平衡：收入热量=支出热量热平衡公式可以查《热工基础》p2701185/+195.84=3575.06+159.80/I=3.3Nm3/kg水4.3烘干机的热耗和热效率0.9热耗：q=中=如xM8x750=4345kJ/kg水式中：q一热消耗量kJ/kg0.9l—出烘干机烟气量Nm3/kgC1一进烘干机气体平均比热kJ/Nm3・C\一进烘干机烟气温度C门一燃烧室效应%热效率：n烘2490+Ch12-Cwt3

q2490+1.878x120-4.1868x204345=0.6式中："烘一烘干机的实际热效率％t3一进料温度。c第五章燃烧室计算5.1耗煤量计算耗煤量为:g=-CJ=%33L5"750=0.1515kg煤粉/kg水门Q0.9x27810net,ar(5-1)(5-1)(5-2)来自于《建材生产管理与控制》式中：g一烘干机的煤耗炫煤粉/炫水g=_CLxEZK=0.156x生邕c门Q100-W]100-15=0.25kg.煤粉/kg烘干物(5-2)G=Wxg=11120x0.156=1734.72kg煤粉/h式中：gc一烘干机的煤耗kg.煤粉/化幺烘干物Gc一燃烧室耗煤量kg煤粉/h门一燃烧室热效率5.2燃烧室炉膛容积计算:燃烧室炉膛容积：V决夕成aqv1734.72燃烧室炉膛容积：V决夕成aqv1734.72x278106800=18.66m3(5-4)式中:V一燃烧室炉膛空间容积，m3qv—燃烧室炉膛容积热强度，kJ/(m3・h)或kw/m35.3喷煤嘴直径计算(5-4)来自《热工基础》燃烧空的燃烧室的qv一般为50x10483x104kJ/(m3•h)5.3.1空气用量每千克煤实际空气用量(a=1.2)时为:V=8.96Nm3/kg煤粉a每秒钟空气用量为：V=；600=8.96x1734.72Nm3/s转换为工作状态为：Vp=1.136x273+20101325转换为工作状态为：Vp=1.136x273+20101325273X99992=1.235m3/s1005.3.2一次风用量及风速100可燃挥发份含量为：V'=V粉X100-人粉-m粉=39.52x10076135=44.46%煤粉燃烧室的主要操作参数表5-1100100物料种类挥发份含量V(%)a一次风量(%)一次风速(m/s)二次风速(m/s)空气过剩系数无烟煤2—915—2012—1618—221.2

查上表取一次风比例45%则一次风用量=Vx0.45=4.70x0.45=2.115m3/s5.3.3喷煤嘴直径喷煤嘴直径=.2.115营X25(5-5)(5-5)出自《热工基础》=0.328取外径为喷煤嘴直径=.2.115营X25(5-5)(5-5)出自《热工基础》=0.328取外径为400mm的喷煤嘴5.4燃烧室鼓风机选型5.4.1要求鼓风量燃烧室总风量：V总=Gx匕=1734.72x8.966=15553.541Nm3/h式中：V总一燃烧室总用风量G一燃烧室耗煤量V一实际空气用量考虑50%的风量储备，要求在工作状态下的鼓风量为:鼓风机风量=15553.5x0.45x273+20x27310132599995=11417.61m3/h5.4.2鼓风机压力煤粉燃烧室一次风鼓风机压力一般为2000-3000Pa5.4.3风机选型选择高压离心通风机型号8-180，规格No.7~No.16F全压范围3450-16900Pa流量范围为2470~48800m3/h

鼓风机风量=15553.5x0.45x273+20x27310132599995G(1-W)=G湿(1-W)(6-1)摘自《建材生产管理与控制》70x(1-0.15)=G湿(1(6-1)摘自《建材生产管理与控制》G湿=81.12t/几业(6-1)式中：G干一烘干机的产量t/hG湿一物料烘干前的量t/hW一物料的初水分%1W一物料的终水分%考虑20%的储存量，则上料设备的能力大小为G=G湿(1+20%)=97.344t/h式中：G1一上料设备的能力t/h综合设计考虑上料设备选取，输送量10013/h，输送湿矿渣规格为提升机NE(50-21.792-170-18.5)喂料设备调速及带选择TDGSK-1200给料能力N80t/h6.2卸料设备的选取考虑30%的存储能力，则卸料设备的能力大小为:(6—2)摘自《建材生产管理与控制》G1=G(1+30%)=70x(1+30%)(6-2)=91t/h

(6—2)摘自《建材生产管理与控制》式中：G1一卸料设备的处理能力t/hG一烘干机的产量t/h综合设计考虑，选取卸料设备为链式输送机NE150X28.818输送量100t/h输送干矿渣减速机ZSY250—45电机Y180L22Kw第七章除尘系统7.1烘干机废气量V=W7.1烘干机废气量V=W(/+_£)Y

W式中：(6—1)V一出回转烘干机废气量，Nm3/h；W一烘干机每小时蒸发水分量，kg/h;l一蒸发1kg水需要的热气体量，kg/kg水;6.1参考《水泥生料设备与水泥制成》yw一水汽的密度，y=0.804Rg/Nm3烘干机废气量：V=w(/+1)yw=11120x(3.3+1)

0.804=50526.8Nm3/h7.2除尘器选型计算本设计采用一级除尘:采用袋式除尘器7.2.1参考《水泥生料设备与水泥制成》7.2.1进入袋式收尘器风量1，考虑烘干机漏风10%，管道散热，设收尘器温度降至100°C，则进入袋式收尘器风量为273+1001013257.2.1参考《水泥生料设备与水泥制成》V袋=(1+10%)x50526.3x一273x99995=76947.53m3/h

2.进入袋式收尘器气体含尘浓度废气出烘干机系统含尘浓度为20g/Nm3，则进入袋式收尘器含尘—V浓度为:，•一厂x20袋50526.8“=x2076947.53=13.13g/m3式中：C一进入袋式收尘器废气浓度，kg/m3；V一出回转烘干机废气量，m3/h；V袋一袋式除尘器的处理能力，Nm3/h3,带式除尘器选用规格为：脉冲袋式除尘器：LLML84-7处理风量：78000—105000Nm3/h过滤面积：1445m3滤袋规格：4131x6020mm过滤风速：＜1.2m/rm设备阻力：W1400Pa入口浓度：W300g/m3出口浓度：W50mg/m3入口温度：W150°C(7—2)（7—2）摘自(7—2)（7—2）摘自《水泥生料设备与水泥制成》P袋=12007.2.2除尘风量的计算d=OT2管V3600W管

式中：气一管道的直径V一带式除尘器的实际处理能力Nm3/hW管一除尘风管的风速计算出的风管直径，应按圆形通风管道统一规格选型。在选用除尘风管管径时应优先选用基本系列。风管规格选择后，应重新计算风管风速。表7—1外径（mm）壁厚（mm）基本系列辅助系列一般除尘风管含尘浓度高的除尘风管8008503.0—3.59009503.5—4.04.0—4.5100见表《新型干法水泥工艺设计手册》5—18P130除尘器风管W一般倾斜W=12—16m/s垂直管道W=8—12m/s水平管道见表《新型干法水泥工艺设计手册》5—18P130设该阶段倾斜风管计取W=16m/s管D-'4D-'4V管*3606W\管:4x76947.53\：3600x16x3.14=1.3mD管参考《水泥生料设备与水泥制成》V—袋76947.53=14.3m/sD管参考《水泥生料设备与水泥制成》V—袋76947.53=14.3m/sD管一管道的直径mV一袋式收尘器的处理能力Nm3/h%—除尘风管的风速m/s管内实际风速：—xDx3600—x1.382x36004管内4式中:w管一除尘风管的实际风量m/sD管内一管道的内径mm2式中:w管一除尘风管的实际风量m/sD管内一管道的内径mm2,袋式除尘器到排风阶段设该阶段倾斜风管计’取*=皿/，4V3600兀W管:4x83744.9Y3600x3.14x16=1360mm式中：%一管道的直径D参考《水管2泥生料设备与水泥制成》V排一排风能力的大小w一除尘风管的风速取外径为1.44mm，壁厚取5mm，则管内内经为D管内2=1400-5x2=1390mmW参考《水管2泥生料设备与水泥制成》管内实际风速w"=V^管2兀管彳xD管内x3600_83744.9n„-x3600x13904=15.3m/s式中：W2一除尘风管实际风速m/sW参考《水管2泥生料设备与水泥制成》D管内2—管道的内径mmV一排风机能力的大小Nm3/h排7.3排风机选型

7.3.1排风机选型考虑漏风5%，风量储备10%，进排风机温度将至80°C,则排风机的风量：273+80V排=V袋(1+IO%+5%)X273_100=7694