Конструкция методика расчёта сушил (стр. 3 из 5)
Конструкции сушил непрерывного действия. Сушильные установки непрерывного действия представляют собой вытянутые (в высоту или в длину в зависимости от удобства размещения в цехе) камеры, внутри которых с помощью конвейеров различных конструкций высушиваемый материал перемещается от загрузочного к разгрузочному концу. Из-за трудности создания надежных конвейерных устройств для транспортировки тяжелых форм и крупных стержней эти сушила применяются только для сушки мелких и средних стержней. Сушила непрерывного действия работают с постоянным во времени тепловым режимом.
Вертикальное конвейерное сушило (рис. 7) выполняется в виде башни со стенами рамно-щитовой конструкции. Пространство между внутренним и внешним стальными листами обшивки рам заполняется теплоизоляционным материалом (шлаковой или стеклянной ватой). Внутри сушила движется вертикальный конвейер, состоящий из двух непрерывных роликовых цепей с подвешенными на них этажерками. На полки этажерок укладывают подвергаемые сушке стержни. Количество полок на каждой из этажерок зависит от размера стержней. При массе стержней до 5 кг обычно на этажерке устанавливают по три полки, при сушке более крупных стержней количество полок уменьшается. Изменяя скорость движения конвейера, можно устанавливать различное время пребывания стержней в сушиле в зависимости от их массы. Загрузка стержней производится со стороны восходящей ветви конвейера, разгрузка — с противоположной стороны, причем загрузка и выгрузка обычно механизированы.
Рисунок 7 – Вертикальное конвейерное сушило
1 – рабочее пространство сушила; 2 – привод; 3 – цепь конвейера; 4 – продольная перегородка; 5 – ведущее колесо; 6 – дымовая труба
Топка сушила находится между двумя ветвями конвейера; размещена выше уровня загрузочного и разгрузочного окон, чтобы предотвратить выбивание горячих дымовых газон. Топливо сжигается. б топке, расположенной внутри смесительной камеры, в которой происходит перемешивание выходящих из топки продуктов горения (с температурой 1000—1200° С) с холодным воздухом или отработанными газами. Наружная камера одновременно играет роль тепловой изоляции кладки топки. Приготовленный таким образом сушильный агент выходит из камеры смешения через отверстия в ее своде и поступает в сушильную камеру со стороны восходящей ветви конвейера. Поднявшись в верхнюю часть сушила, дымовые газы огибают перегородку, опускаются в нижнюю часть сушила, откуда дымососом часть их отводится для рециркуляции, а часть поступает в дымовую трубу. Вместо сплошной перегородки часто используются газоотбойные щиты, устанавливаемые над топкой. Меняя угол наклона этих щитов при помощи лебедки, можно регулировать распределение газовых потоков в сушильной камере. Помимо этого, дымовая труба соединена с верхней частью сушильной камеры четырьмя короткими трубопроводами с заслонками на каждом из них. Все эти средства позволяют регулировать работу сушила и подбирать тот режим сушки, который требуется для данных стержней.
Стержни перед выдачей из сушила охлаждаются. Зоной охлаждения служит участок нисходящей ветви конвейера между дымоотборным отверстием и разгрузочным окном. Охлаждение стержней осуществляется воздухом, подсасываемым в сушильную камеру через окно разгрузки.
Технические характеристики типовых вертикальных сушил, разработанных институтом «Теплопроект», приведены ниже:
Производительностьсушила, кг/ч800130017502500
влаги,кг/ч42 68 92131
Расход тепла на удаление
1 кг влаги, кДж/кг .26700210001960018000
Общее число этажерок в сушиле18262835
Горизонтальное конвейерное сушило (рис. 8) представляет собой теплоизолированный коридор. Внутри коридора перемещается цепной конвейер, который делает несколько поворотов в горизонтальной плоскости. К цепи конвейера подвешены этажерки, на которые укладывают влажные стержни. Торцы сушила остаются открытыми
Рисунок 9 – Четырехходовое горизонтальное конвейерное сушило (для входа и выхода непрерывно движущегося конвейера).
1 – топка; 2 – вентилятор подачи дымовых газов в сушильное пространство;3 – вентилятор откоса отработанных газов из сушила; 4 – трубопровод дымовых газов; 5 – короба подачи дымовых газов в сушильное пространство; 6 – трубопроводы подачи охлаждающего воздуха; 7 – дымовая труба; 8 – дымосос; 9 – натяжное устройство конвейера;10 –звездочка привода конвейера; 11 – вентилятор подачи охлаждающего воздуха; 12 – трасса конвейера; 13 – отверстия с задвижками для выхода газов в сушильное пространство
Чтобы избежать попадания горячих газов на рабочую площадку, сушило поднято над уровнем пола цеха на высоту около 2 м и конвейер входит в него наклонно. Сушильная камера выполняется сборной из отдельных панелей с теплоизоляционной прокладкой. В качестве теплоизоляции служит шлаковая или стеклянная вата. Сборка каркаса с панелями осуществляется па болтах что допускает легкую смену панелей. Часть потолочных панелей не крепится болтами, а лежит свободно и играет роль предохранительного клапанана случай взрыва в рабочем пространстве.
Топка в таких сушилах вынесена из рабочей камеры и дымовые газы подаются вентилятором по металлическому дымоходу. Продукты горения поступают в короба, расположенные па полу сушила, Поступление сушильного агента в рабочее пространство регулируется задвижками. Отработанные дымовые газы отбираются из предпоследнего и последнего коридоров и используются для рециркуляции. Последний ход сушила играет роль зоны охлаждения. В него подается атмосферный воздух для охлаждения стержней перед выходом из сушила. Часть топочных газов, смешанных с воздухом в зоне охлаждения, отсасывается вентилятором и выбрасывается в атмосферу. Наличие вынесенной топки и принудительной подачи сушильного агента позволяет легко регулировать требуемый режим сушки по всему рабочему пространству. Производительность горизонтальных конвейерных сушил 2000—3000 кг/ч при количестве испаряемой влаги до 140—160 кг/ч и расходе тепла на 1 кг удаляемой влаги 14500—19500 кДж/кг.
Отопление всех описанных сушильных установок может осуществляться любым видом топлива (твердым, жидким или газообразным), сжигание которого осуществляется с помощью топливосжигательных устройств.
3. Расчет процессов сушки
Расчет процесса сушки производится для нахождения необходимого для нормальной работы сушила количества сушильного агента и определения расхода тепла (топлива). Тип сушила, характеристики высушиваемого материала и вид топлива обычно бывают заданы. Режим сушки выбирают, исходя из технологических соображений и вида форм и стержней.
При такой постановке задачи расчет сводится к совместному рассмотрению балансов влаги и тепла при процессе сушки. Очевидно, что вся влага, удаляемая из материала при сушке, переходит к сушильному агенту, повышая влагосодержание последнего от начального dнач (на выходе в сушило) до конечногоdкон (на выходе из сушила). Тогда, исходя из закона постоянства массы:
mвл = L(dкон –dнач) кг, (1)
гдеL — количество сухогосушильного агента, кг сухого газа (возд).
Количество необходимого сухого сушильного агента удобно выразить, отнеся его к 1 кг удаляемой из высушиваемого материала влаги:
l=L/ mвл =1/ dкон –dначкг/кг исп. вл.(2)
Все последующие операции по совместному анализу балансов тепла и массы для процесса сушки могут быть наиболее эффективно осуществлены с помощью I—d диаграммы, подробно описанной в гл. II первого тома учебника. Основными параметрами I—dдиаграммы служат энтальпия I(кДж/кг) и влагосодержание d (кг/кг сух. возд). Диаграмма I—dпостроена для влажного воздуха, однако с ее помощью можно производить расчеты сушки не только воздухом, но и дымовыми газами, а также смесью дымовых газов с воздухом.
При расчете процессов сушки с помощью I—d диаграммы следует последовательно отображать на ней имеющие место в сушиле явления: подготовку сушильного агента перед его подачей в рабочую камеру (т. е. подогрев воздуха в случае использования воздуха в качестве сушильного агента); смешение продуктов горения с воздухом или возвратом в случае сушки дымовыми газами и собственно процесс сушки.
Ниже рассмотрен порядок отображения на I—dдиаграмме процессов сушки различными сушильными агентами. Это отображение будет в дальнейшем называться «построение процесса сушки».
Сушка воздухом. Для построения на I—d диаграмме процесса сушки воздухом предварительно определяют его начальные параметры φвоз и Твоз в зависимости от времени года и местности. По этим данным на диаграмме находят точку А (рис. 10). Для осуществления процесса сушки воздух необходимо подогреть до температуры Тнач (температура воздуха на входе в сушильную камеру). Эту температуру принимают на 150—250° С выше рекомендуемой технологией температуры сушки, поскольку указанная разность температур между сушильным агентом и поверхностью сушимых изделий характерна для значительного большинства сушил с теплопередачей преимущественно конвекцией. Эта разность температур и создает необходимый для процесса сушки тепловой поток к высушиваемой поверхности. Процесс подогрева на диаграмме изображается прямой линией АВ, параллельной линиям постоянного влагосодержания d=const, так как при подогреве начальное влагосодержание воздуха остается неизменным, а изменяется только его энтальпия. Точка В характеризуется параметрами