烘干机课程设计

回转烘干机课程设计_年产6吨矿渣烘干机的设计

年产6吨矿渣烘干机的设计

目 录

第一章 前言 5

11课程设计背景 5

12课程设计的依据 5

121矿渣烘干机的原理及优点 5

122矿渣烘干机的结构和型式 6

123矿渣烘干机的加热方式及流程 6

13烘干物料设备原理及其应用 8

131物料的烘干 8

132干燥设备分类及在水泥中应用 8

14回转烘干机工艺流程流程型号及特性 9

141矿渣烘干机的工艺流程 9

142矿渣烘干机的型号及特性 10

第二章 矿渣烘干机的选型计算 13

21 烘干机的实际产量计算 13

211烘干机的实际每小时产量计算 13

211煤的选取及基准的转换抚顺烟煤 13

212计算空气需用量烟气生成量烟气成分 13

213烟气的燃烧温度和密度 14

22 物料平衡及热平衡计算 15

221确定水的蒸发量 15

222干燥介质用量 15

223燃料消耗消耗量 17

224废气生成量 18

23烘干机的容积V及规格 18

24电动机的功率复核 19

25烘干机的热效率计算 19

26废气出烘干机的流速 19

27根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置 271 收尘设备选型 20

272选型依据 20

28确定燃烧室及其附属设备 21

281据工艺要求选择燃烧室的型式 21

282计算炉篦面积 21

283计算炉膛容积 21

284计算炉膛高度 22

285 燃烧室鼓风机鼓风量计算 22

20

29确定烟囱选型计算 22

291烟囱的高度 22

292烟囱的直径 23

第三章 烟道阻力损失及烟囱计算26

311 摩擦阻力损失26

312 局部阻力损失27

313 几何压头的变化27

32 烟道计算27

321 烟气量28

322 烟气温度28

323 烟气流速与烟道断面29

324 烟道计算30

33 烟囱计算30

331 计算公式31

3312 本课程设计33

3313 确定烟囱选型34

33131 烟囱高度34

第四章 烘干机结构35

41 筒体部分35

42 内部扬料装置36

43 轮带36

44 支承装置26

441 托轮支承装置37

442 挡轮装置37

45 托轮与轴承的结构38

46 卸料罩壳的设计38

47 密封装置的设计39

471 密封装置的位置与要求39

472 密封结构40

48 传动装置40

49电动机选型及其特点41

491 电动机选型41

492 YCT系列电动机42

493减速机的设计42

第五章 总结45

参考文献46

致谢信47

6吨年矿渣烘干机的设计

摘要本课题设计的是6万吨年矿渣回转烘干机工业生产中矿渣发挥着着重要的作用尤其是一些重大型工厂利用矿渣制成提炼加工为矿渣水泥矿渣微粉矿渣粉矿渣硅酸盐水泥矿

渣棉高炉矿渣粒化高炉矿渣粉铜矿渣矿渣立磨节约了能耗随着现今工业的发展最离不开的也是资源的开采由于资源已是不可再生资源工业赖以生存和发展的物资基础在工业的发展和日常的生活中矿渣烘干机的发展越来越快

烘干机的价值也将会更加被世界能源界所重视随着国家可持续发展战略的实施等矿产资源的合理开发和综合用已成重要课题原来干选机作为废弃物闲置堆放的的充分开发用已刻不容缓用宝贵的资源使之变废为宝不仅能产生可观的经济效益还解决了堆放占用土地和污染环境等一系列问题

12课程设计的依据

121矿渣烘干机的原理及优点

矿渣烘干机又称回转烘干机的工作原理1矿渣由皮带输送机或斗式提升机送到料斗然后经料斗的加料机通过加料管道进入加料端2加料管道的斜度要大于物料的自然倾角以便物料顺利流入矿用烘干机内3烘干机圆筒是一个与水平线略成倾斜的旋转圆筒物料从较高一端加入载热体由低端进入与物料成逆流接触也有载热体和物料一起并流进入筒体的4随着圆筒的转动物料受重力作用运行到较底的一端湿物料在筒体内向前移动过程中直接或间接得到了载热体的给使湿物料得以干燥然后在出料端经皮带机或螺旋输送机送出5矿渣烘干机筒体内壁上装有抄板作用是把物料抄起来又撒下使物料与气流的接触表面增大以提燥速率并促进物料前进6载热体经干燥器以后一般需要旋风除尘器将气体内所带物料捕集下来载热体一般分为热空气烟道气等如需进一步减少尾气含尘量还应经过袋式除尘器或湿法除尘器后再放排放

1处理量比较大抗过载能力强热效率高煤耗降低20左右直接降低干燥成本传动大小齿

轮采用销柱可换齿轮取代了传统的铸钢齿轮节约成本投资又大大降低了维修费用和时间

2在设计时为了达到最佳的烘干效果采用顺流干燥方式物料与热源气流由同一侧进入干燥设备烘干机出口温度低热效率高

3在内部结构上实现了创新强化了对已分散物料的清扫和热传导作用消除了筒体内壁的沾粘现象

4使用了新型的给料排料装置杜绝了矿渣烘干机给料堵塞不连续不均匀和返料等现象为您降低了除尘系统的负荷该设备在扬料装置系统上作了多方面的技术革新特别是采用了新型多组合式扬料装置克服了传统烘干机的风洞现象

5可满足不同用户对矿渣类物料的烘干后粒度和水分要求

顺流式烘干机的特点顺流式烘干机中物料和气流运动方向相同适用于初水分高的物料湿物料与温度较高相对湿度低的热气首先接触这时热交换急剧干燥速度快随着物料与热气流在烘干机内前进物料水分逐渐减少温度逐渐升高在接近卸料端时热气流的湿含量的相对湿度增大气体温度已降低此时干燥速率已很慢所以物料顺流式烘干机内的干燥速率是很不均匀的

142矿渣烘干机的型号及特性

在回转烘干机内按物料与热气体流动的方向的不同有顺流式和逆流式两种顺流式烘干机物料与热气流的流动方向是一致的在进料端湿物料与温度较高的热气体接触其干燥速度较快而在卸料端由于物料易被烘干物料温度也升高了而气体温度以降低二者温差较小故干

燥速率很慢所以在整个筒体内干燥速率不均匀逆流式烘干机物料与热气体流动方向是相反的已烘干的物料的物料与温度较高含湿量较低的热气体接触所以整个筒体内干燥速率比较均匀

顺流干燥烘干特点示意图

逆流干燥烘干特点示意图

再选择烘干机的顺逆流操作时应根据具体条件来考虑入物料的特性粒径物料最终水分的要求以及车间的布置情况等在水泥厂中两种操作方法均有采用而以顺流操作的居多其主要特点如下

1 在烘干机热端物料与热气体的温差较大热交换过程迅速大量水分易被蒸发适用于初水分较高的物料

2．粘性物料进入烘干机后由于表面水分易蒸发可减少粘结有利于物料运动用于烘干湿煤时可避免高温气体直接接触干煤引起着火

3．顺流操作的热端负压低能减少进入烘干的漏风量有利于稳定烘干机内热气体的温度及流速

4．喂料与供煤同设与烘干机的热端车间布置较方便

5．顺流操作的烘干机出料温度低一般可用胶带输送机输送

6．顺流操作的粉尘飞扬较逆流时要多烘干机内总的传热速率比逆流式要慢

回转烘干机的规格是以筒体的直径和长度表示目前我国水泥厂常用的几种规格的烘干机及设备参数如下表所示

编号 规格m

5 45

LD 有效容积 转速 斜度 功率KW

5 81 2 5 45

1 φ1×5 5 39 244

208

5 20

6

2 φ12×6 3 φ15×12 8 212

4 φ22×12 545 φ24×18 75 814

39 47 5 17 32 4 30

5 φ22×14 636

667

47 49 524 14

7 φ3×20 1415 35 3 65

回转烘干机的操作控制参数

干燥物料的种类 石灰石 矿渣 粘土 烟煤 无烟煤 1000 700～800 600～800 400～700 500～700

100～150 80～110 90～120 90～120

80～100 60～90

60～90

进烘干机热气温度℃ 800～

出烘干机废气温度℃ 100～150

～

出烘干机物料温度℃ 100～120 80

100

烘干机出口气体流速ms 15～3 15～3 15～3

15～3 15～3

第二章 矿渣烘干机的选型计算

矿渣烘干机选型的计算包括烘干机的实际小时产量燃料燃烧计算及燃烧室的选择烘干机物料平衡及热平衡计算烘干机容积和规格电动机拖动率复核烘干机的热效率计算废气出烘干机的流速等

已知原始数据

烘干物料矿渣

产量6万t年矿渣

粘土初水分v1 20

粘土终水分v2 2

进烘干机高温混合气温度tm1 800℃

出烘干机混合气温度tm2 80℃

进料温度18℃

出料温度80℃

当地大气压101×105MPa

环境温度ta 20℃

环境风速20--80Nms

废气排放浓度标准150mgBm3

矿渣平均粒径05--10cm

21 烘干机的实际产量计算

211烘干机的实际每小时产量计算

22燃料的燃烧计算

211煤的选取及基准的转换抚顺烟煤

种类 工业分析 元素分析 低位热值

MJKg

Mar Mad Aad Ad Vdaf Cdaf Hdaf 烟煤 351

788

4445 8029 61 116

212计算空气需用量烟气生成量烟气成分

基准100Kg煤引用下表

1Kg煤燃烧所需理论空气量

实际空气量

理论氧气量

理论烟气量实际烟气量

烟气的组成成分

Ndaf 142

059

2782 Odaf Sdaf

213烟气的燃烧温度和密度

设进窑炉的煤和空气的温度均为20度差表可知

由上表可知

燃料的收到基低位放热量

339×71361030×543109× 1031-052 -25×351

280kJkg

理论燃烧温度

设则

9406×168×1800 284437＜20128

设则

9406×168×1900 3002395＞20128

实际温度

烟气分子量

在 137175P 101325Pa时的密度

22 物料平衡及热平衡计算

221确定水的蒸发量

每小时水分蒸发量

222干燥介质用量

冷空气温度20度

高温烟气湿寒量

热含量

高发热量

求

补充热量

干燥介质带入热量废 物料带入热量 废气带走热q2

物料带走热量

干燥器壁扩散热量

1湿物料带人干燥器的热量

2物料出干燥器带出的热量

干燥器表面向环境的散量

如图可以得到

蒸发1水干燥介质用量

每小时干燥介质用量

混合比

223燃料消耗量

当时蒸发1Kg水的燃料消耗为

每小时燃料消耗

224废气生成量

废气量分为三份

出烘干机的废气温度为80℃则

23烘干机的容积V及规格

烘干机的容积及规格

规格 筒体内径 m 12 12 15 22 24 30 30

212

456

筒体长

度m 8 10 12 12 18 20 25

筒体转速rmin 电机转数rmin

55 55 507 960

970

筒体容积 91 113 47 32 35 35 1460 970

81 1414

筒体斜度 3 5 5 5 4 3 4

985

985

电机功率kW

970

55 75 17 22 30 55 55

由公式

24电动机的功率复核

系数k值

物料填充率β 01 015

0082 0092

020 025 单筒回转烘干机的k值 0049 0069

国内常用的几种烘干机的规格及性能参数

编号 规格m

5 45

208

LD 有效容积 转速 斜度 功率KW 2 φ12×6

1 φ1×5 5 39 244

3 φ15×12 8

5

5 81 2 5 45

212 5 20 4 φ22×12 545 39 47 5 17

φ22×14 636

7 φ3×20

47 49 524 14 667

1415

6 φ24×18 75 814 32 4

30 35 3 65

回转烘干机的操作控制参数

干燥物料的种类 石灰石 矿渣 粘土 烟煤 无烟煤

800～1000 700～800 600～800 400～700 500～700 100～150 100～150 80～110 90～120 90～120

80～100 80～100 60～90

60～90

进烘干机热气温度℃出烘干机废气温度℃

出烘干机物料温度℃ 100～

～

3

120

烘干机出口气体流速ms 15

15～3 15～3 15～3 15～3

几种回转烘干机水分蒸发强度A值Kgm3·h

粘土1

粘土2 矿渣 石灰石

水 分 A 值 水 分 A 值

水 分 A 值 水 分 A 值

φ15×12 10 22 10 285 10 35 2 15 38 15 40 3

205

165

123 15 29

20 33 20 43 20 45 4

244

25 36 25 47 25 49 5

265

30 52 6 10 35

φ22×12 10 22 10 285 10 35 2 15 38 15 40 3

172

153

105 15 29

20 33 20 43 20 45 4

228

25 36 25 47 25 49 5

225

30 52 6 10 337

φ24×18 10 22 10 195 10 30 2 15 26 15 35 3

179

138

96 15 29

20 33 20 32 20 37 4

215

25 36 25 39 25 39 5

236

30 40 6 10 34

所以电机可以选用的型号为Y200L-6

25烘干机的热效率计算

26废气出烘干机的流速

27根据废气量及含尘量选型收尘设备和排风设备及管路布置

271 收尘设备选型

排风量

废气含尘浓度

由排风量查表可知选用CLTA型旋风收尘器它的特点是结构完善能在阻力较小的条件下具有较高的收尘效率收尘器的阻力系数为105根据气体流量和含尘浓度的大小选用直径为

筒体截面上的气体流速为

每个筒体的气体流量

所需旋风收尘器个数为

因此选用三个旋风收尘器

272选型依据

含尘气体的处理量可根据烘干机出口废气量考虑一定的漏风和储备获得

含尘浓度和排放标准

总的收尘效率

28确定燃烧室及其附属设备

281据工艺要求选择燃烧室的型式

燃煤量小于200Kgh时可以选人工操作燃烧室燃煤量大于200Kgh选用机械化操作燃烧室由于

282计算炉篦面积

燃烧室炉蓖面积热强度

通风方式及煤种 燃烧室型式 炉蓖燃烧室 振动炉蓖燃烧室

人工操作燃烧室 回转炉蓖燃烧室 倾斜推动

人工通风 烟煤无烟煤 810930

9301050 9301050580810 810930

810930 9301160

9001160 自然通风 烟煤

无烟煤 350580470700 —

— 520700

520700 —

—

从表中可以看出取

283计算炉膛容积

燃用挥发分较高的煤如烟煤时可取低值燃用挥发分较低的煤如无烟煤时可取高值则取

284计算炉膛高度

285 燃烧室鼓风机鼓风量计算

根据风量鼓风机可以选型为SWT-28其参数如下

风量 全压 转速 电机功率 1295 92Pa 1450rmin 009kW

第三章 烟道阻力损失及烟囱计算

烟囱是工业炉自然排烟的设施在烟囱根部造成的负压抽力是能够吸引并排烟的动力在上一讲中讲到的喷射器是靠喷射气体的喷射来造成抽力的而烟囱是靠烟气在大气中的浮力造成抽力的其抽力的大小主要与烟气温度和烟囱的高度有关为了顺利排出烟气烟囱的抽力必须是足够克服烟气在烟道内流动过程中产生的阻力损失因此在烟囱计算时首先要确定烟气总的阻力损失的大小

31 烟气的阻力损失

烟气在烟道内的流动过程中造成的阻力损失有以下几个方面摩擦阻力损失局部阻力损失此外还有烟气由上向下流动时需要克服的烟气本身的浮力――几何压头流动速度由小变大时所消耗的速度头动压头等

311 摩擦阻力损失

摩擦阻力损失包括烟气与烟道壁及烟气本身的粘性产生的阻力损失计算公式如下

mmH2O

mmH2O

式中摩擦系数砌砖烟道 005

L计算段长度m

d水力学直径

其中 F通道断面积㎡

u通道断面周长m

烟气温度t时的速度头即动压头 mmH2O

标准状态下烟气的平均流速Nms

标准状态下烟气的重度㎏NM3

体积膨胀系数等于

t烟气的实际温度℃

312 局部阻力损失

局部阻力损失是由于通道断面有显著变化或改变方向使气流脱离通道壁形成涡流而引起的能量损失计算公式如下

㎜H2O

式中 K局部阻力系数可查表

313 几何压头的变化

烟气经过竖烟道时就会产生几何压头的变化下降烟道增加烟气的流动阻力烟气要克服几何压头此时几何压头的变化取正值上升烟道与此相反几何压头的变化取负值几何压头的计算公式如下

㎜H2O

式中 H烟气上升或下降的垂直距离m

大气即空气的实际重度 kgm3

烟气的实际重度 kgm3

32 烟道计算

321 烟气量

烟气在进入烟道时过剩空气量较燃烧时略大而且在烟道内流动过程中由于不断地吸入空气而烟气量在不断地变化尤其在换热器烟道闸板和人孔等处严密性较差空气过剩量都有所提高在烟囱根处空气过剩量变得最大因此在计算烟道时在正常烟气量的基础上根据烟道严密性的好坏应做适当的调整以使计算烟气量符合实际烟气量空气吸入量大约可以按炉内烟气量的10～30％计算炉子附近取下限烟囱附近取上限

322 烟气温度

烟气温度指烟气出炉时的实际温度而不是炉尾热电偶的测定值应是用抽气热电偶测出的烟气本身的温度烟气温度与炉型及炉底强度有关连续加热炉的烟气温度比较稳定均热炉和其他热处理炉等周期性的间歇式工作的炉子不单烟气量随着加热工艺变化而且烟气温度也有较大的变化因此烟道计算时应采用典型工艺段的烟气出炉温度

烟气在烟道内的流动过程中由于空气的吸入和散热吸热现象的发生使烟气温度不断发生变化因此烟道计算中采用每算阶段的实际温度一般采用计算算段的平均烟气温度

323 烟气流速与烟道断面

烟道内烟气流速可参考下列数据采用

烟道烟气流速

表151

烟气温度℃ ＜400 400～500 500～700 700～800

25～17

17～14

14～12

烟气流速Nms 25～35

烟道为砌砖烟道时根据采用的烟气流速计算烟道断

面积然后按砌砖尺寸选取相近的标准烟道断面再以此断面为基础计算出该计算段的烟气流速

324 烟道计算

混合煤气发热量Q 2000KcalNm3煤气消耗量B 7200Nm3h当 11时查燃料燃烧图表得烟气量为287Nm3 Nm3煤气烟气重度 128 Kg Nm3

当 11时出炉烟气量为V 7200×287 20660 Nm3h 575 Nm3S计算分四个计算段进行

第Ⅰ计算段炉尾下降烟道烟道长25m竖烟道入口烟气温度为900℃采用烟气流速时烟道断面选用1044×696断面此时烟气速度当量直径

烟道温降℃m时 第Ⅰ计算段内烟气平均温度℃末端温度℃此计算段烟气速度头

1动压头增量

炉尾烟气温度为900℃流速为12ms时动压头h

动压头增量

2几何压头

㎜H2O

也可以查图151计算

3局部阻力损失

由炉尾进入三个下降烟道查表得局部阻力系数K 23

4 摩擦阻力损失

第Ⅰ计算段阻力损失为

第Ⅱ计算段换热器前的水平烟道烟道长9m

烟道断面为1392×1716其面积F2 218㎡当量直径查表得d2 155m

温降℃m时平均温度℃末端温度此计算段动压头℃

1动压头增量

2局部阻力损失

K1 15 K2 11 K K1K2 1511 26

3摩擦阻力损失

第Ⅱ计算段阻力损失为

第Ⅲ计算段换热器部分

在上一讲换热器的计算中己表述过换热器部分烟气的阻力损失计算另外还用图154的方法进行计算要注意的是由于换热器安装时烟道封闭不严吸入部分冷空气因此计算此段烟气量时应考虑增加的过剩空气量

计算中设定换热器内烟气阻力损失hⅢ 8㎜H2O

第Ⅳ计算段换热器出口至烟囱入口烟道长11m设有烟道闸板

烟道断面为1392×1716面积F3 218m2当量直径d4 155m温降t 25℃m烟气经换热器后温度降为500℃考虑换热器与闸板处吸风由11增为14

即烟气量增加至24700Nm3h 685Nm3s 此时烟气温度可由下式计算

式中――计算段开始烟气量温度和比热

――吸入空气量温度和比热

还可以从煤气燃烧计算图查取烟气温度500℃的烟气由增至后其温度降为440℃因此此计算段烟气平均温度℃末端温度℃烟气流速此计算段烟气速度头

1 动压头增量

2 局部阻力损失

3 摩擦阻力损失

第IV计算段阻力损失为

烟道总阻力系数为

IhⅡhⅢhⅣ 877555800453 2685㎜H2O

总阻力损失是计算烟囱的主要依据因此要采取合理的措施尽量减小烟道阻力损失

33 烟囱计算

331计算公式

H

式中H烟囱高度m

K抽力系数计算烟囱高度时必须考虑富余抽力对于计算高度低于40米的烟囱按计算阻力增大20～30％估计高度大于40米的烟囱按计算阻力增大15～20％

h烟道总阻力损失㎜H2O

h1h2分别为烟囱顶部和底部烟气速度头㎜H2O烟囱出口速度一般取25～40Nms

h烟囱内烟气平均速度头按平均速度和平均温度求得㎜H2O

---烟囱每米高度的几何压头㎜H2O

烟囱每米高度的摩擦损失

d烟囱平均直径

d 05d1d2 m

d1d2分别为烟囱顶部和底部直径

3312 本课程设计计算

在烟道计算中烟道总阻力损失h 2685㎜H2O烟囱底部温度t 413℃m烟囱底部 16此时烟气量为384Nm3m3×7200m3 27500Nm3 762Nm3s烟囱温降℃m夏季平均温度 30℃当地大气压烟气重度

假设烟囱高度为45m时烟囱顶部温度℃烟囱内烟气平均温度℃

采用烟囱出口速度时烟囱顶部直径底部直径烟囱平均直径烟囱底部烟气速度

烟气平均速度

烟囱顶部烟气速度头烟囱底部烟气速度头烟囱内速度头增量烟气平均速度头

抽力系数采用K 115时有效抽力

烟囱每米摩擦损失

烟囱每米几何压头查图151得

计算烟囱高度

烟囱计算

表152

项目 代号 公式 数值 单位 备注

㎜H2O

烟道总阻力

由烟道计算 2685

有效抽力

抽力系数 k 取K 115～130 115

烟气量 V 查燃烧计算图

3087 ㎜H2O

384×7200 762

Nm3s

368

烟囱底部烟气温度 t2 由烟道计算 413 烟气平均温度 t

℃

顶部烟气温度 t1

℃ ℃m预设H 45m 391

18

℃ m

烟囱出口速度 w1 采用25～40 3 Nms 烟囱底部直径 d2

133 137

27 m Nms

烟囱顶部直径 d1

225 217

m

烟囱平均直径 d 烟气平均速度 w

底部烟气速度 W2 Nms 029

㎜

顶部烟气速度头 h1

㎜H2O

075

底部烟气速度头 h2

H2O 平均烟气速度头 h

㎜H2O 大气温度 t0 夏天最高

每米摩擦

月平均温度 30 ℃ 损失

大气压力

当地气压 760 mmHg

0017 ㎜H2O 每米几何压头

查图151 063

32 m

㎜H2O

3313确定

烟囱计算高度 H 3212 m 采用烟囱高度

烟囱选型

33131烟囱的高度

烘干机每小时排烟量

烟囱高度可以根据大气污染物排放标准中的规定来确定

烟囱高度m

1 12 26 610 1020 2635 烟囱最低高度m 20 25 30 35 40 45 由

此表和上述计算分析最终取烟囱高度H 35m

33132烟囱的直径

烟囱出口烟气流速v ms

通风方式 运行情况 然通风 610

253

全负荷时 最小负荷时 机械通风 1020 45 自

由表可以选取 4ms

则烟囱出口直径

烟囱底部直径

第四章 烘干机结构

41 筒体部分

筒体部分包括筒体和内部装置筒体是卧式回转圆筒用15mm厚度的锅炉钢板25kg卷焊制成筒体直径D为22m筒体的长度L为12m

在筒体的进料端为防止倒料装有挡料圈和导料板在筒体的热端为了保护筒体可装有耐热护口板

42 内部扬料装置

内部扬料装置其作用在于改善物料在烘干机筒体内的运动状态增大物料和气流的接触面积以及增加筒体内的热交换能力加快物料的烘干速度

筒体回转时升举式扬料板将物料带到高处连续洒下使物料在空中呈分散瀑布状与高温烟气流有较好的接触进行热交换

筒体内设有四种扬料板沿筒体周向均匀分布且平行排列

43 轮带

轮带用铸钢车削加工而成通过垫板挡块等零件活套安装在筒体外圈上其结构形式和固定方式与回转窑类同筒体有前后两个轮带起作用是把筒体和物料的重量传递给托轮支承装置

烘干机筒体在传动时要轴向窜动生产用烘干机都采用挡轮结构抑制窜动轮带设计成如图所示的结构轮带上有传动槽传动时托轮支承在轮带的槽内并且防止筒体轴向传动

44 支承装置

回转圆筒烘干机的支承装置为挡轮托轮系统

441 托轮支承装置

托轮支承装置有前后两个档且构造相同没档由两个托轮四个轴承和一个大底座组成作用是支承轮带使筒体转动并起径向定位作用托轮用铸钢制成托轮的结构及布置与回转窑类同

托轮装置承受整个回转部分的重量同时传递运动为使筒体稳定运转设计为二共四个托轮没个轮带下的没个托轮夹角为60度托轮结构如图所示

442 挡轮装置

一般在靠出料端轮带两侧各装一个其轴线与筒体垂直某侧挡轮转动是筒体上窜或下滑的标志在操作中应避免使上挡轮或下挡轮长时间连续转动挡轮的结构与回转窑的普通挡轮结构类同

45 托轮与轴承的结构

托轮装置按所用轴承可分为滑动轴承托轮组和滚动轴承托轮组滚动轴承托轮组又可分为转轴式和心轴式还有滑动滚动轴承托轮组径向滑动轴承轴向滚动轴承滚动轴承托轮组具有结构简单维修方便摩擦阻力小减少电耗及制造简单等优点托轮挡轮标准中每组托轮承载不超过100吨时都用滚动轴承只有当载荷较重时所需滚动轴承尺寸较大受到供货条件的而采用滑动轴承一般干燥器中都用滚动轴承

托轮组的左右轴承可以是分设的也可以是整体的整个轴承座便于调整托轮可通过机械加工保证左右两轴承座孔的同心度因此取消了调心球面瓦或省去了调心式的止推轴承较大的托轮组一般采用左右轴承座分设的结构设有球面瓦使安装和调整过程中左右轴承始终保持同轴线

46 卸料罩壳的设计

根据物料离开转同时的方向及位置的不同卸料方法可分为轴向卸料径向卸料及中心卸

料三种

1轴向卸料法 最简单的方法是使物料在转筒低的一端自动流出若欲保持物料在筒体内具有一定的厚度则可在转筒尾端装一环形挡料圈也可将筒端做成锥型

2径向卸料法 在出料端的筒体上开许多孔物料即由这些孔中卸出如圆筒筛及水泥熟料的换热冷却筒都用此阀卸料

3中心卸料法 此时转筒在卸料端装有3～4个瓢把物料抄起后倒入状在筒中心的卸料管而卸出

47 密封装置的设计

471 密封装置的位置与要求

回转筒一般是在负压下进行操作回转的筒体及部件和固定装置的连接处努克避免存在缝隙为了防止外界空气被吸入筒体内或防止筒体内空气携带物料外泄污染环境必须在某些部位设定密封装置

对密封装置的基本要求是

1密封性能好

2能适应筒体的形状误差椭圆度偏心等和运转中沿轴向的往复窜动

3磨损轻维修和检修方便

4结构尽量简单

472 密封结构

1迷宫式 迷宫式密封是让空气流经弯曲的通道产生流体阻力使漏风量减少根据迷宫通道方向的不同分为轴向迷宫式密封和径向迷宫式密封迷宫式密封结构简单没有接触面因此不存在磨损问题它不受筒体窜动的影响考虑到筒体及迷宫密封圈本身存在的制造误差刚度和筒体轴线弯曲相邻迷宫圈间的间隙不能太小一般不少于20～40mm间隙越大迷宫数量越少密封效果就越差因此迷宫式密封只适用于气体压力小的场合或者与其它密封结构联合使用

2轴向接触式 轴向接触式密封也称端面密封最简单的端面密封由压紧环动环和支撑静环组成压紧环随筒体旋转并用弹簧紧压于支撑环上支撑环固定在进出料箱上端面密封是由端面在相对运动中紧密研磨啮合而达到密封要求为了确保压紧环在筒体运转中的窜动又要与支撑环紧密贴和故压紧环与筒体是浮动安装因而有空隙这是在端面密封中漏气的唯一来源因此应当极小

3径向接触式 筒体和密封元件间沿径向的接触面来防止气流流通的装置称为径向接触式密封用作径向接触式密封元件的材料目前有三种①柔性物如橡胶带毛毡②金属摩擦件如铸铁③碳素石墨制品

4 正压气封式 正压气风式密封式是用鼓风机将空气通过风嘴吹入筒体与隔热套之间的环形通道内在整个圆周上形成一股自下而上的气流使筒体端部得到冷却保护故风压力稍高于窑头罩内压力形成一股自下而上的气流使筒体端部得到冷却保护鼓风压力稍高于窑头罩内压力形成气幕密封鼓风的一部分成为二次空气入窑这一结构设有摩擦件可延长窑口密

封圈的寿命正压气封式的缺点是漏入少量冷风对操作有一定不利影响

本次设计的回转烘干机采用了两种密封装置

一种是如下图的密封装置密封圈5为毛毡主要起隔热作用弹簧2和压板3同时将密封圈5固定于筒体外壁压圈4和压块1由螺栓一起固定于卸料罩壳上主要是为压紧密封圈使密封圈能够紧紧贴在筒壁上还能保护弹簧和压板这种密封装置结构简单安装方便

1压块 2弹簧 3压板 4压圈 5密封圈

第二种密封装置是轴向迷宫式密封与径向接触式的综合密封装置如下图所示此种密封结合了轴向迷宫式密封和径向接触式密封的优点使用效果很好

1固定迷宫圈 2耐热橡胶圈 3活动密封圈

4支撑环 5固定环

48 传动装置

回转圆筒设备的转速都较慢一般在2～6rpm因而在电动机将转矩传给转筒时就必须进行减速减速的速比较大通常的电动机通过减速机输出轴上的小齿轮经过一级开式齿轮传动之后在传给装在筒体上的大齿轮而使筒体转动随着筒体的加大传动功率亦越来越大由于大功率大速比减速器的设计制造困难因此较大的筒体有采用双传动的当用直流电动机驱动时双传动两侧电动机的同步是完全可以实现的确定单传动还是双传动的主要依据为电动机功率的大小目前电动机功率150Kw以下的均为单传动250Kw以上的一般为双传动而150～250Kw视具体条件而定

49 电动机选型及其特点

491 电动机选型

回转圆筒是用于固体颗粒物料的干燥或冷却的设备操作时周围环境温度较高灰尘较大在逸出气体中往往含有腐蚀气体选用电动机时应防尘防腐防爆还应具有通风冷却装置以适应高温辐射的需要另外为实现加料和筒体转速同步有用回转筒主电动机带动发电机供给加料的驱动电动机

回转干燥器用于被干燥物料的物性不稳定和重量的变动有时需对筒体进行调速常用的调速方法有以下几种

直流电动机可控硅调速

绕线型转子异步电动机电阻调速及可控硅串激调速

电磁调速异步电动机又称滑差电动机

整流子变速异步电动机

鼠笼型多速异步电动机

用更换皮带轮方法进行调速

本次设计我们采用的是YCT系列电磁调速电动机YCT系列电磁调速电机产品它是取代JZT系列电动机的更新换代产品与JZT老系列电机相比除统一的技术条件和测试方法外还

规定了Y系列拖动电动机与离合器之间的配套尺寸并采用统一的控制方案和参数便于互换扩大了功率和机座号范围15Kw及以下规格的效率比JZT老系列约提高3～417Kw及以上规格的约提高7～8YCT系列中心高315的机座号及以下的规格调速比为110中心高355的机座号的调速比为13比JZT系列提高了额定转速励磁绕组绝缘等级由YZT系列的E级提高到B级或F级并增加了对电枢温升考核的还规定了振动噪声限值等

492 YCT系列电动机

YCT系列电动机具有以下特点

交流无级调速具有速度负反馈的自动调节系统转速变化率低于3与精密型控制器配合后转速变化率可小于1

结构简单使用维护方便价格低廉

无失控区调速范围广最大可达101

控制功率小便于手控自控和遥控适应范围广

起动性能好起动转矩大起动平滑

YCT系列电动机的基本原理如下

该系列电机的无级调速是电磁转差离合器来完成的它由两个旋转部分圆筒形电枢和爪形磁极两者没有机械的联接电枢由电动机带动与电动机转子同步旋转当励磁线圈通入直流电后工作气隙中产生空间交变的磁场电枢切割磁场产生感应电动势而产生电流即涡流由涡

流产生的磁场与磁极磁场相互作用产生转矩输出轴的旋转方向与拖动电动机相同输出轴的转速在某一负载下取决于通入励磁线圈的励磁电流的大小电流越大转速越高反之则低不通入电流输出轴便不能输出转矩

本次设计的双筒式回转烘干机所需的功率为14396 Kw根据《常用调速设备技术手册》上的YCT系列电磁调速电机的技术参数选择电机型号为YCT2804A其中电机的标准功率为30Kw额定转矩为1N·m调速范围1320～132rmin转速变化率小于3拖动电动机型号Y200L6

493减速机的设计

回转圆筒用的减速机采用圆柱齿轮减速器和JZQ型减速器

转筒载荷特点是连续平稳不经常起动考虑到回转筒电动机在运转时的负荷率均较低选择减速器时应按计算运转率加一定波动余量作为减速器的设计功率并以转筒在起动时的最大力矩为尖峰载荷来核算减速器承受的能力在选用时宜将上述的两系列减速器标准中给出的承载能力降低10～20取用

回转圆筒用圆柱齿轮减速器

型 号 Z L Z S

71～45

50～280

中 心 矩 250～1300 500～1500 重 量 135～5430 325～5720

速 比

本次设计的双筒回转式烘干机的转速范围是21～428rmin而选用的调速电动机的转速范围为1320～132rmin所以我们设计的减速器的型号是ZS125速比为200

第五章 总结

半个月的课程设计感慨颇多从理论到实践可以同时不仅可以巩固了以前所学过的知识而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的只有理论知识是远远不够的只有把所学的理论知识与实践相结合起来从理论中得出结论才能真正为社会服务从而提高自己的实际动手能力和思考的能力在设计的过程中遇到问题可以说得是困难重重但可喜的是最终都得到了解决检验得烘干机出口废气流速为053满足细度小密度小的物料在0110的范围本次设计所计算参数均在型烘干机的标准数据范围内所以选择型烘干机是正确的对燃烧室选型的计算得其燃煤量为24739 200所以燃烧室类型选定为机械化层燃燃烧室

综上所述本设计对筒体规格和燃烧室类型的选取是合理的在收尘方面效果是明显的能够达到环保的要求在排风方面也是可行的总的来说本设计对于矿渣的烘干在技术上和经济上都具有一定的优势运用于实际生产是可行的

参考文献

[1] 孙晋涛主编硅酸盐工业热工基础 重排版 [M]武汉理工大学出版社1992

[2] 韩梅祥主编水泥工业热工设备及热工测量 武汉工业大学出版社1991

[3] 朱昆泉许林发 建材机械工程手册 武汉工业大学出版社2000

[4] 张庆今硅酸盐工业机械及设备华南理工大学出版社1992

[5] 于润如严生水泥厂工艺设计 中国建材工业出版社1995

[6] 柴小平 水泥生产辅助机械设备 武汉工业大学出版社1993

[7] 武汉建筑材料工业学院等编水泥生产机械设备中国建筑工业出版社1981

[8] 杨祥坤等水泥设备标准手册中国建材工业出版社1998

[9] 武汉建筑材料工业学院等编建筑材料机械与设备中国建筑工业出版社1980

[10] 许林发建筑材料机械设计一武汉工业大学出版社1990

[11] 张森林建材机械与设备武汉工业大学出版社1991

[12] 铁大铮于永礼中小水泥厂设备工作者手册中国建筑工业出版社19

[13] 姜煜林水泥热工机械设备

[15] 张少明新型烘干机的中间试验《水泥》1990

致谢信

本课程设计在选题及进行过程中得到杨林老师的悉心指导从开题的到毕业设计的最终完成杨老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持特别是在我遇到困难而退缩的时候是杨老师给予我技术上的支持与精神上的鼓舞我才得以将课程设计设计顺利完成杨老师严谨求实的治学态度踏实坚韧的工作精神将使我终生受益再多华丽的言语也显苍白在此谨向杨老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意

同时在设计即将完成之际我的心情无比的激动手里拿着这半个月努力地结果此时感到一切的付出都很值得应验了有付出必有回报这句老话我还要感谢培养我长大从小学到大学为供我念书的勤俭节约含辛茹苦的父母谢谢你们没有你们的坚持也许我早已经放弃了读书这条路那样的话必将时我一辈子的遗憾虽然家里不是很富裕但在我读书的路上从来没有因为家庭的原因让我们产生任何的负担是你们的支持和理解才让我进入了大学校园我才有机会读了自己喜欢的专业为以后的人生道路打下坚实的基础从心底最深处真的谢谢你们我最亲爱的父母大人

明德至善 博学笃行

47

年产6吨矿渣烘干机的设计

干燥器

X kgkg干空气

W

K1

K2