Оборудование предприятий

L= G_с=7,77×1372=10660,44 кг/ч.

Для нахождения объема сушильного барабана выбираем напряжение объема сушильного барабана A_v=18 кг/(м³×ч).

_м³.

Допустимая  скорость газа на выходе из барабана w_г=7 м/с.

(7),

где принимаем  м³/с.

Считая  толщину стенки обечайки равно δ=0,02 м, найдем наружный диаметр барабана: D_н=D+2δ=0,72+2×0,02=0,76 м. Принимаем D_н=1,0 м.

Расчетную длину барабана определим:

 м.

Принимаем сушилку типа НБ 1,0 – 3,2 НУ – 01.

Время пребывания материала в барабане:

,

Частота вращения барабана:

.

Выбираем  подъемно-лопастную насадку с  прямоточным движением потоков, для которых m=0,2, К=0,3. Угол наклона барабана принимаем равным 2⁰ ().

Ближайшая для выбранной типовой сушилки  частота вращения барабана n=4,2 об/мин. При этом требуемый угол наклона барабана:

⁰,

где - дейсвительная скорость газа в сушилке; S- площадь сечения барабана, м².

Мощность, затрачиваемая на вращение барабана:

кВт, что меньше мощности привода выбранной сушилки, равной 3,8 кВт.

Проверить на прочность  элементы сушильного барабана с технологическими и геометрическими параметрами.

Исходные  данные: Барабан не футерован, м; нагрузка от зубчатой шестерни Материал барабана – сталь ВСт-3. Модуль упругости материала 1,87×10⁵МПа=1,87×10¹¹Па.

Определяем  последовательно:

1. Масса обрабатываемого материала:

кг;

2. Суммарная масса:

, где m_к найдена с учетом массы внутренних насадок);

3. Линейная нагрузка

 Н/м;

4. Реакция опор:

 

 

5.  Максимальный изгибающий момент, действующий на барабан:

м

6. Момент сопротивления сечения барабана:

 м³

7. Напряжение в барабане:

 МПа

Условие прочности выполняется, так как s=1,61 МПа <=140МПа.

Расчет барабана на жесткость:

1. Рассчитываем линейную нагрузку от массы обрабатываемого материала:

 Н/м.

2. Линейная нагрузка от массы барабана:

 Н/м.

3. Момент инерции единичного кольца барабана:

 м³

4. Суммарный прогиб от действующих нагрузок:

 м;

5. Относительный прогиб:

 

Условия жесткости выполнено, так как 

Ширина бандажа:

 

Для материала бандажа  и опорного ролики – стали ВСт5 имеем ; ;

Тогда:

Ширина опорного ролика:

 

Проверим прочность бандажа  и ролика на контактное напряжение:

 

Где

Полученные значения  

 

3 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОНТАЖА И РЕМОНТА ГОРИЗОТНТАЛЬНЫХ АППАРАТОВ, БЕЗОПАСНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ СУШИЛОК.

 

 

Монтаж сушилок  и теплообменных аппаратов.

Как отмечено, в химической промышленности для  обжига, прокаливания и разложения продуктов, а также для сушки  различных материалов используют барабанные вращающиеся печи и сушилки.

Основные  требования, предъявляемые к монтажу барабанных печей и сушилок: прямолинейность продольной оси печи, легкость вращения, соблюдение проектных зазоров для компенсации температурных расширений бандажей и корпуса, отсутствие радиального и торцевого биения корпуса и зубчатого венца при вращении, надежное уплотнение узлов соединения барабана с неподвижными частями (особенно в случаях, когда при работе аппаратов выделяются вредные газы).

Барабанные  печи и сушилки поступают на монтажную  площадку отдельными узлами и деталями. Последовательность их монтажа следующая: установка и выверка плит под опорные и упорные ролики; установка и выверка роликов; установка обечаек с надетыми бандажами; установка упорных роликов; установка зубчатого венца; установка редуктора и ведущей шестерни; установка оборудования горячего и холодного концов барабана. Опорные ролики выверяют нивелиром относительно струны, натянутой по оси фундаментов, а также по высотным отметкам. Барабанные печи и сушилки монтируют с использованием  самоходных стреловых кранов, мачт, козловых кранов. Большое значение для нормальной работы барабанных печей и сушилок имеет правильная установка бандажей и опорных роликов. Установленные барабанные печи и сушилки прокручивают вхолостую (без материала), а затем испытывают под нагрузкой.

Теплообменные аппараты поставляют, как правило, в  полностью собранном виде после испытаний на прочность и плотность. Монтаж проводят либо на открытых площадках, либо на между этажных перекрытиях технологических цехов. В качестве грузоподъемных механизмов преимущественно используют самоходные стреловые краны, в некоторых случаях трубоукладчики, мачты и порталы, а также простейшие грузоподъемные механизмы (полиспасты, тали), прикрепленные к металлоконструкциям.

В зависимости  от условий монтажа (высота и расположение фундаментов, размеры монтажной  площадки), размеров и массы аппаратов  возможны различные схемы подъема одним краном на открытой площадке.

Аппарат перед подъемом располагают таким  образом, чтобы положение центра масс аппарата соответствовало проектному. Стрела крана имеет минимальный вылет, и грузоподъемность крана максимальна. После подъема аппарат поворачивают на растяжках в проектное положение вокруг вертикальной оси и устанавливают на опоры. Если перед подъемом удается расположить аппарат рядом с фундаментом параллельно проектному положению, то монтаж осуществляют иначе. После подъема аппарата над фундаментом кран перемещают до установки аппарата в проектное положение. Если передвижение крана между фундаментами невозможно, то применяют схему подъема, снова меняется.

При недостаточной  грузоподъемности одного крана устанавливают  спаренные краны. Для контроля равномерного распределения нагрузки на краны часто применяют балансирные траверсы.

В технологических  цехах теплообменные аппараты монтируют  в соответствии с совмещенным графиком строительно-монтажных работ в период возведения здания, фундаментов до сооружения располагаемых выше перекрытий. Такая технология значительно ускоряет производство строительно-монтажных работ.

При несоблюдении указанной последовательности работ  приходится монтировать аппараты под перекрытиями. Возможна схема монтажа с применением вертикальной мачты и полиспастов, прикрепленных к строительным конструкциям. Менее  трудоемок монтаж с использованием качающейся мачты, оснащенной двумя полиспастами передним и задним. Подъем выполняют обоими полиспастами до необходимой отметки, затем наклоном мачты аппарат передним торцом заводят на площадку, после чего передний полиспаст и строп освобождают. Дальнейшее перемещение аппарата осуществляют полиспастом, прикрепленным к строительным конструкциям.

При выверке  теплообменных аппаратов отклонения от проектных осей и отметок, а также от горизонтальности и вертикальности составляют: главных осей аппарата в плане ± 10 мм; фактической высотной отметки аппарата ±10 мм; оси вертикального аппарата от вертикали 3 мм на 1 м, но не более 35 мм; горизонтального аппарата от горизонтали 0,5 мм на 1 м.

Для компенсации  температурных деформаций корпуса  горизонтальных теплообменников одну из опор (как правило, у подвижной трубной решетки аппарата) выполняют подвижной /2/.

Ремонт теплообменных  аппаратов, печей, сушилок.

Ремонт  теплообменных аппаратов включает: подготовительные работы; разборку; выявление и устранение дефектов; чистку труб и корпуса; частичную замену труб; смену уплотнений разборных соединений; ремонт футеровки и защитных покрытий деталей с частичной заменой; сборку и испытания аппарата на прочность и плотность.

При подготовке теплообменника к ремонту следует: избыточное давление снизить до атмосферного, удалить из аппарата продукт и  установить заглушки на всех коммуникациях; продуть аппарат азотом или водяным  паром с последующей промывкой  водой и продувкой воздухом до получения удовлетворительных анализов на содержание ядовитых и взрывоопасных веществ.

Для снижения трудоемкости работ по монтажу и  демонтажу резьбовых соединений применяют гайковерты с пневматическим и гидравлическим приводом.

Трубы и  корпус очищают от отложений химическими, абразивными и специальными методами. Химическую очистку выполняют без разборки теплообменника с применением 5-15%-ным раствора соляной кислоты или углеводородных растворителей, разрыхляющих твердый осадок, который затем смывают водой.

Абразивные  методы очистки подразделяют на механический, гидропневматический, гидромеханический (струей воды высокого давления) и дробеструйный. Для механической очистки используют шомпола, сверла, щетки, шарошки, буры. Гидропневматическую очистку выполняют водой под давлением 0,5-0,6 МПа и сжатым воздухом под давлением 0,7-0,8 МПа, одновременно подаваемыми в загрязненную трубу. Под действием движущихся с большой скоростью воды и воздуха отложения на стенках труб разрушаются и смываются. Гидромеханическую очистку выполняют с помощью сопл, установленных на полых штангах. В сопла подается вода под давлением 1570 МПа насосом высокого давления. Этот способ обеспечивает высокую степень очистки при небольших затратах времени на чистку. Сущность дробеструйной очистки заключается в обработке очищаемой поверхности смесью стальной дроби с воздухом или водой, подаваемыми с большой скоростью. Дробь вводится в смесь эжекционными насосами.

К специальным  методам очистки относится ультразвуковой. Твердые отложения разрушаются под действием ультразвуковых колебаний, которые создаются в Боде специальными вибраторами с помощью ультразвуковых преобразователей.

Замена  труб в трубной решетке включает удаление дефектных труб, правку вмятин в трубах, подготовку новых труб, соединение труб в пучки и крепление  их в решетках.

Ремонт  теплообменных аппаратов завершают  гидравлическими испытаниями, причем сначала испытывают межтрубное пространство, а затем трубное. Пробное давление обычно указано в паспорте аппарата. При отсутствии в паспорте этого параметра корпус аппарата испытывают как сосуд или аппарат, а трубное пространство при удвоенном рабочем давлении.

Подготовка  печи к ремонту включает: остановку  печи; продувку трубчатого змеевика водяным паром; сушку кокса, отложившегося на внутренних поверхностях труб; охлаждение печи до необходимой температуры.

Внутренние  поверхности трубчатых змеевиков  чистят механическим способом или выжиганием отложившегося кокса. При использовании механического способа кокс сначала подсушивают водяным паром, а затем удаляют с внутренних поверхностей труб бойками из чугуна повышенной прочности или шарошками.

При чистке труб выжиганием кокса в змеевик  подают водяной пар. Одновременно зажигают несколько форсунок и доводят температуру топочных газов над перевальной стеной до 450 ⁰С. При этой температуре в змеевик подают воздух под давлением не менее 0,4 МПа и затем, регулируя подачу топлива в форсунки, повышают температуру до 580-600 ⁰С. Процесс выжигания кокса контролируют анализом выходящих из змеевика газов на содержание диоксида углерода, которое не должно превышать 10-18%. Уменьшение концентрации диоксида углерода до 0,2-0,25% свидетельствует об окончании процесса выжигания кокса. Наружные поверхности труб очищают от отложений обдувкой воздухом или с помощью скребков, закрепленных на шестах.

Дефектные трубы змеевика удаляют газокислородной  резкой. После ремонта, связанного с заменой труб, двойников, сваркой, змеевик печи должен быть подвергнут гидравлическим испытаниям.

Графиком  планово-предупредительного ремонта барабанных сушилок предусматривают текущие ремонты (через 4320 ч работы), капитальные ремонты (через 17280 ч). Ремонтный цикл включает три текущих и один капитальный ремонты.

Основные  демонтируемые или сменные детали обечайки, опорные ролики, бандажи, зубчатые венцы и шестерни.

Безопасная эксплуатация сушилок.

Камеры сушилок должны быть герметичными. Двери камер должны иметь рычажные, клиновые, винтовые или другие устройства, плотно закрывающие  их.

Если в конвейерных  сушилках по условиям эксплуатации не могут быть устроены двери или конструкция сушилки не обеспечивает зону с нулевым давлением, у входа и выхода сушилки необходимо устраивать тепловые (воздушные) завесы.

Сушильные установки должны иметь тепловую изоляцию, обеспечивающую минимальные технологические потери теплоты. При установке сушилок  на открытом воздухе теплоизоляция должна быть влагостойкой с гидроизоляционным покрытием.

В сушильных установках, в  которых происходит пропаривание материала  или изделий, ограждающие конструкции  должны покрываться слоем гидроизоляции.

В сушилках с принудительной циркуляцией воздуха должны устанавливаться  ребристые или гладкотрубные  подогреватели или пластинчатые калориферы. Для лучшего обеспечения  стока конденсата пластинчатые калориферы должны устанавливаться вертикально.