You are currently viewing Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик

Содержание

Газопаровоздушная смесь, удаляемая побудителем расхода из многотоннажной газовой сушильной установки, впервые представлена сложной системой, состоящей из сухих газов (сушильного агента, присосанного воздуха) и водяных паров (содержащихся в сушильном агенте, присосанном воздухе, испаренной влаге).

В рамках исследований составлен алгоритм, связавший коэффициент присосов, параметры, измеряемые инструментально и не поддающиеся измерениям в частности:

  • КПД топки.
  • Количество загружаемого в аппарат сушки влажного и выгружаемого из разгрузочной камеры высушенного угольного концентрата.
  • Удельный расход теплоты.
  • Потери теплоты на нагрев материала, с уходящими газами, в окружающую среду.
  • КПД сушильной установки и др.

Указанные показатели положены в основу метода расчёта количества сырого (высушенного) концентрата по количеству влаги, испаренной в процессе непрерывной работы в исследуемом режиме.

Производительность многотоннажной (от 100 до 700 тонн сырого концентрата в час) газовой сушильной установки углеобогатительных фабрик – параметр, по которому подбирается комплекс основного и вспомогательного оборудования сушильного отделения, цеха погрузки и транспортировки потребителям.

Теплоэнергозатраты, экономические и экологические показатели газовой сушки концентратов мокрого обогащения углей улучшаются при повышении производительности сушильной установки.

Расчёт экономических эффектов от внедрения оборудования повышенной производительности зависит от:

  • Совершенствования технологии.
  • Конструкции аппаратов.
  • Узлов сушильных установок.
  • Учёта затрат.

Важным является анализ контролируемых процессов, с выдачей данных в форме статистической отчётности базирующиеся на результатах теплотехнических испытаний, при которых измерение производительности установки должны проводиться в процессе непрерывной работы сушильной установки в исследуемом технологическом режиме.

Производительность многотоннажных газовых сушильных установок характеризуют:

  • Количество сырого угольного концентрата, загружаемого в аппарат сушки G1.
  • Количество влаги, испаренной в процессе сушки ΔWИВ.
  • Количество высушенного концентрата G2.

Известны методы расчёта производительности многотоннажных сушильных установок путём взвешивания сырого угольного концентрата, спущенного на отметку (пол цеха) через открываемое на непродолжительное время отверстие в нижней постели скребковых питателей узлов загрузки (достаточно высоко расположенных над полом отметки), или скребковых питателей, подающих уже высушенный концентрат на конвейеры цеха погрузки [1].

Исходя из доступности, в условиях предприятия измеряется один параметр (производительность по сырому или по высушенному концентрату), два других рассчитываются.

Это очень трудоёмкие и растянутые во времени методы, при которых невозможно быстро получить результат, тем более исследовать динамику.

Прогрессивная модель расчетов для газовых сушильных установок

Усовершенствование технологии расчета производительности многотоннажных газовых сушильных установок, представленное в данной работе, основано на математических зависимостях материального баланса, в котором газопаровоздушная смесь представлена как сложная система (рисунок 1).

Данная система состоит из:

  • Сухого сушильного агента.
  • Сухого присосанного воздуха.
  • Испаренной влаги.
  • Влаги сушильного агента.
  • Влаги присосанного воздуха.
Рисунок 1 - Схема газопаровоздушного баланса многотоннажной газовой сушильной установки с учётом присосов атмосферного воздуха
Рисунок 1 - Схема газопаровоздушного баланса многотоннажной газовой сушильной установки с учётом присосов атмосферного воздуха

где

  • 1 – бункер сырого концентрата.
  • 2 – топка.
  • 3 –аппарат сушки (сушильный барабан).
  • 4 – разгрузочная камера.
  • 5 – сухая ступень пылеулавливания.
  • 6 – газоходы.
  • 7 – побудитель расхода (дымосос).
  • I – масса сухого сушильного агента.
  • II – масса сухого присосанного воздуха Gспв.
  • III – масса влаги сушильного агента ΔWса.
  • IV – масса испаренной влаги ΔWив.
  • Масса влаги присосанного воздуха условно не показана.
  • t’ – место установки датчика температуры штатного прибора.
  • О’2 – место отбора пробы сушильного агента.
  • 2 — датчика штатного газоанализатора содержания кислорода.

Отношение массы сухого присосанного воздуха Gсса к массе сухого сушильного агента Gспв представляет собой коэффициент присосов атмосферного воздуха относительно расхода сухого сушильного агента на входе в аппарат сушки (доли ед., %).

Соответственно получаем:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 1

Установлено, что коэффициент присосов влияет на все параметры газовой сушки [2].

Соответственно [3] коэффициент присосов сушильной установки можно рассчитать и по содержаниям кислорода – в сушильном агенте на входе в аппарат сушки O’2 и в газопаровоздушной смеси за побудителем расхода (или перед мокрым пылеуловителем).

Получим следующее соотношение:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 2

Из материального баланса газопаровоздушной смеси, учитывающего присосанный воздух, выведены количественные зависимости от коэффициента присосов сухих и влажных масс:

  • Присосанного воздуха в составе сушильного агента.
  • Масс водяных паров в сушильном агенте и в присосанном воздухе.
  • Массы испаренной влаги.

Отсюда масса испаренной влаги рассчитывается как разность между общим количеством водяных паров в газопаровоздушной смеси и количеством водяных паров в сушильном агенте и присосанном воздухе.

Для этого перед побудителем расхода инструментально измеряются следующие параметры:

  • Площадь сечения газохода S.
  • Разрежение в точке замеров.
  • Температура сухого и мокрого термометров (t»c, t»м).
  • Динамические напоры поля скоростей.

Измеряется содержание кислорода в сушильном агенте на входе в аппарат сушки O’2, в газопаровоздушной смеси в сечении перед побудителем расхода O»2.

В бункере сырого концентрата и на конвейере высушенного концентрата отбираются пробы для определения влажности (соответственно W1, W2). Измеряются температуры по сухому и мокрому термометрам для воздуха в помещении цеха.

Рассчитывается скорость газопаровоздушной смеси в сечении перед побудителем расхода ν, определяется объём газопаровоздушной смеси:

  • Vд=νS3600.

Определяется плотность парогазовоздушной смеси r и рассчитывается масса влажной газопаровоздушной смеси:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 3

На Id-диаграмме находится влагосодержание газопаровоздушной смеси d» (кг/кг сухих газов), затем рассчитывается влагосодержание d»в (кг/кг влажных газов):

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 4

Определение составляющих газопаровоздушного баланса

Далее последовательно определяются значения массы составляющих газопаровоздушного баланса согласно схемы (рисунок 1).

Определение водяных паров в составе парогазовой смеси:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 5

Определение сухих газов в составе парогазовой смеси:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 6

После преобразования получаем:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 7

Параметр сухого сушильного агента:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 8

Параметр сухого присосанного воздуха:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 9

Параметр водяных паров, содержащихся в сушильном агенте:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 10

где

  • dса – влагосодержание сушильного агента, рассчитываемое по формулам состава топочных газов.

Параметр водяных паров, поступивших в сушилку с присосанным воздухом:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 11

где

  • dпв – влагосодержание присосанного воздуха, определяемое на Id-диаграмме.

Следовательно, производительность сушильной установки по испаренной влаге определяется формулой:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 12

где

  • ΔWив — производительность сушильной установки по испаренной влаге.
  • ΔW – общее количество водяных паров в газопаровоздушной смеси.
  • ΔWса – количествами водяных паров в сушильном агенте.
  • ΔWпв — количествами водяных паров в присосанном воздухе.

Количество просушенного концентрата, иначе производительность сушильной установки по высушенному материалу [4]:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 13

где

  • W1 – влажность поступающего в аппарат сушки сырого концентрата.
  • W2 – влажность просушенного концентрата.

Количество влажного концентрата, поступающего в аппарат сушки, иначе производительность сушильной установки по влажному материалу [4]:

Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик 14

В итоге расчётного анализа составлен алгоритм, связавший коэффициент присосов, параметры, измеряемые инструментально и не поддающиеся измерениям, которые используются при разработке мероприятий повышения эффективности и взрывобезопасности многотоннажной газовой сушильной установки при сушке угольных концентратов мокрого обогащения.

Возможность рассчитать производительность многотоннажных газовых сушильных установок по сырому концентрату через массу испаренной влаги в процессе непрерывной работы сушильной установки в установленном технологическом режиме, что позволяет исключает трудоёмкие методы взвешивания.

Это дало реальную возможность производить желаемое количество экспериментов, вычисления множества технологических и теплотехнических величин, необходимых для выявления оптимальных параметров режимных карт, позволяющих в конечном итоге повысить эффективность и взрывобезопасность газовой сушки.

Список литературы

  1. Рубин Ю.М. Опыт оперативного контроля и расчета основных показателей сушильных установок. – Ворошиловград: Изд-во института УкрНИИобогащения, 1979. – 67 с.
  2. Хашина Н.В. Ограничение присосов – путь к повышению безопасности и эффективности работы сушилок. – Уголь. – 1983. – № 4. – С. 58–60.
  3. Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Пылеулавливание и очистка газов. – М.: Металлургиздат, 1968. – 497 с.
  4. Филиппов В.А. Техника и технология сушки угля. – М.: Недра, 1975. – 287 с.

Источник: Производительность многотоннажных сушильных установок углеобогатительных фабрик / Н.В. Хашина, ЗАО «СибНИИобогащение», г. Прокопьевск // Известия Томского политехнического университета.- 2013.- Т. 323.- №4.- С.72-74.

Статья в формате docx

Добавить комментарий

Gekoms LLC

Коллектив экспертов большая часть опыта и знаний которых востребованы в области промышленной автоматизации, разработке технически сложного оборудования, программировании АСУТП, управлении электроприводом. Телефон: +7(812) 317-00-87 Email: info@gekoms.com Сайт: https://gekoms.org