Циклонный теплообменник производительностью 1700 т/сут для сырьевой муки

Перечень чертежей:

1. Чертеж циклонного теплообменника для подогрева и частичной декарбонизации сырьевой муки на формате А1 с указанием габаритных размеров и позиций:

• Расходный бункер
• Ленточный конвейер
• Батарейный циклон
• Циклон 3-й ступени
• Циклон 2-й ступени
• Циклон 1-й ступени
• Вращающаяся печь
• Газоход
• Затвор-мигалка

Техническая характеристика:

• Производительность установки - 1700 т/сут
• Температура частично декарбонизированной муки - 750°С
• Температура поступающих из печи газов - 1050°С
• Температура отходящих дымовых газов - 300°С
• Расход газов - 61500 м/ч
• Степень декарбонизации - 0,22%

Дополнительные материалы: Пояснительная записка на 45 стр.

В пояснительной записке выполнено обоснование выбора теплотехнической установки. Здесь было рассмотрено:

1. История возникновения теплообменника циклонного типа
2. Циклонные теплообменники
3. Циклонный теплообменник фирмы «Гумбольдт»  
4. Размер частиц, время нагрева и оседание их в циклонах
5. Размеры циклонных тепло­обменников
6. Теплообмен в циклонных теплообменниках
7. Разновидности конструкций теплообменных устройств
8. Схема установки циклонных теплообменников
9. Выбор и обоснование конструкции теплотехнической установки

10.Патентный обзор

Выполнено краткое описание циклонного теплообменника. Изобретение состоит из системы циклонов и содержит две части – высокотемпературную часть, расположенную ближе к источнику горячего газа, и низкотемпературную часть. Каждая часть образована как минимум двумя циклонами в последовательной компановке.

Высокотемпературная часть состоит из трех циклонов: первого, второго и третьего.

Высокотемпературная инизкотемпературная части связаны друг с другом через соеденительный трубопровод горячего газа

Выполнены теплотехнические расчеты. Составлены материальный баланс процесса частичной декарбонизации сырьевой муки, а также тепловой баланс циклонного объменника.

Произведен аэродинамический расчет. Определены следующие показатели:

• Концентрация материала в газах на входе в горячую ступень – 3,6 кг/кг газов
• Концентрация материала в газах на входе в холодную ступень – 3,14 кг/кг газов
• Плотность материала – 2815 кг/м³

Осуществлен выбор 3х дымососов модели В-Ц12-49-8-01 с технической характеристикой: h = 5700 Па, V = 64800 м³/ч, n = 24,15 c^-1, n_д = 68. Два дымососа устанавливаются последовательно, а третий – параллельно им.

Также подобран электродвигатель типа 4А315S4 со следующими данными: N_дв = 160 кВт, n_дв = 68.

Определены размеры установки для каждой ступени со следующими значениями:

Выполнен расчет футеровки и теплоизоляции. Циклоны первой и второй ступени футеруются огнеупорным кирпичом, а третьей и четвертой ступени – теплоизолируются. Для всех 4-х ступеней были найдены:

1. Суммарный коэффициент суммарный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к стенке циклона, Вт/(м²∙К)
2. Суммарный коэффициент теплоотдачи от внешней поверхности теплоизоляции в окружающую среду, Вт/(м²∙К)
3. Толщина стальной обечайки, м
4. Толщина огнеупорного кирпича, м
5. Коэффициент теплопроводности стали при средней температуре стальной обечайки, Вт/(м∙К);
6. Коэффициент теплопроводности огнеупорного кирпича при средней температуре стенки, Вт

Рассчитав необходимые значения было получено: средний температурный напор – 145, коэффициент теплоотдачи, отнесенный к эквивалентной поверхности материала – 608,9 Вт/м²∙К, эквивалентная поверхность материала – 2,13 м², необходимая продолжительность термообработки материала в циклонной установке – 16 с.

Рассчитана температура точки росы. Здесь найдены:

• Влагосодержание дымовых газов на входе в циклонную установку – 80,17 г/кг сух.воз.
• Влагосодержание смеси дымовых газов и воздуха на входе в циклонную установку – 76,66 г/кг сух.воз
• Количество влаги, удаляемой при обработке муки – 4993,3 кг/ч
• Расход сухих газов в установке – 25826,5 кг/ч
• Тепловые потери, в соответствии с тепловым балансом вращающейся печи – 952,53 кДж/кг

Составлена общая таблица потерь теплоты в циклонном теплообменнике.

Проведен эксергетический анализ циклонного теплообменника. Его           результаты приведены ниже:

          В данной работе предложена конструкция циклонного теплообменника с обоснованием выбора теплотехнической установки. Определены основные размеры теплообменника, выполнены теплотехнические и аэродинамические расчет, проведен эксергетический анализ.

В программе: Компас 3D v и Автокад