Подбор очистного оборудования

Суточная производительность завода по готовой продукции рассчитывается исходя из продолжительности непрерывной работы технологического оборудования:

, (1)

где Qг – годовая производительность завода, т/год;

345 – количество рабочих дней в году в целлюлозно-бумажной промышленности.

т/сут воздушно-сухой целлюлозы

или 724,6·0,88=637,7 кг/сут абсолютно сухой целлюлозы.

Пересчёт материальных потоков на производительность завода производится по следующей формуле

, (2)

где Qi – расход абсолютно сухой целлюлозы, поступающего в поток, кг/мин; Вi – количество абсолютно сухого волокна в 1 тонне воздушно-сухой целлюлозы, кг; Qсут – суточная производительность завода по готовой продукции, т/сут воздушно-сухой целлюлозы.

Производительность потока с учётом концентрации волокна в массе, кг/мин:

, (3)

где сi – концентрация массы в потоке, %.

Количество массы поступающей на сортировку:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

Количество массы поступающей на прямой вихревой очиститель первой ступени:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

Количество массы поступающей на прямой вихревой очиститель второй ступени:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

Количество массы поступающей на прямой вихревой очиститель третьей ступени:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

Количество массы поступающей на прямой вихревой очиститель четвёртой ступени:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

Количество массы поступающей на прямой вихревой очиститель пятой ступени:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

Количество массы поступающей на обратный вихревой очиститель первой ступени:

кг/мин абсолютно сухой целлюлозы,

или

кг/мин.

В соответствии с требуемой производительностью принимаем следующее очистное оборудование:

Ступень очистки Вид, марка оборудования Производительность, л/мин
Полицейская сортировка Radiscreen – F1600D
Прямой вихревой очиститель первой ступени Радиклон Р-100-300
Обратный вихревой очиститель первой ступени Радиклон Р-100-300
Вихревой очиститель второй ступени Радиклон Р-250-112
Вихревой очиститель третьей ступени Радиклон Р-40-150
Вихревой очиститель четвёртой ступени Клинпак 350L
Вихревой очиститель пятой ступени Клинпак 350L

 

Количество установок Радиклон Р-100-300 определяется по формуле:

,

где М – общая мощность потока, л/мин;

g – единичная производительность аппарата, л/мин;

К – коэффициент запаса производительности оборудования, К=1,1.

Количество прямых вихревых очистителей:

шт.

Количество прямых вихревых очистителей

шт.

4.2 Расчёт вместимости бассейнов

Для расчёта вместимости бассейна необходимо воспользоваться данными материального баланса и принять расчётное время нахождения массы в бассейне

где Q – расход абсолютно сухой целлюлозы, поступающей в бассейн, т/ч;

τ – время хранения массы, ч;

с – концентрация целлюлозной суспензии, %;

k – коэффициент, учитывающий полноту заполнения бассейна, k=1,2.

Уравнительный бассейн белёной целлюлозы.

Расход воздушно-сухого волокна, поступающего в бассейн, рассчитывается по формуле (2)

т/ч абсолютно сухой целлюлозы.

Объём уравнительного бассейна

м3.

Принимаем бассейн объёмом 2000 м3. В бассейне предусматривается два устройства для перемешива­ния массы УПВ-5.

Бассейн отходов.

В бассейн отходов собираются потоки отходов с сортировки, с прямых и обратных вихревых очистителей.

Расход воздушно-сухого волокна, поступающего в бассейн с каждого потока

т/ч абсолютно сухой целлюлозы.

т/ч абсолютно сухой целлюлозы.

т/ч абсолютно сухой целлюлозы.

Объём бассейна отходов

м3.

Принимаем бассейн объёмом 300 м3. В бассейне предусматривается устройство для перемешива­ния массы УПВ-4.

Бассейн очищенной массы.

Расход воздушно-сухого волокна, поступающего в бассейн:

т/ч абсолютно сухой целлюлозы.

Объём уравнительного бассейна

м3.

Принимаем бассейн объёмом 3700 м3. В бассейне предусматривается два устройства для перемешива­ния массы УПВ-5.

4.3 Расчёт производительности и подбор насосов

Для того чтобы выбрать насос, необходимо рассчитать производительность (подачу) насоса Q, м /мин, и напор Н, м. Подача насоса Q, м3/мин, рассчитывается по формуле

, (4)

где В – количество целлюлозы, поступающей к насосу на этой стадии производ­ства, на 1 т воздушно-сухой целлюлозы, кг;

Qcyт – суточная производительность потока по воздушно-сухой целлюлозе, т/сут;

с – концентрация целлюлозной суспензии, %;

k –коэффициент запаса производительности.

Напор рассчитывают по формуле, м,

, (5)

где H2 – геометрическая высота подъема жидкости, м;

Hнагн – напор в объёме нагнетания, м;

Hвсас – напор в объёме всасывания, м;

Hп – сумма потерь напора;

v2/2g – скоростной напор;

ν – скорость перекачиваемой суспензии, для межцеховых трубопроводов.

Скоростной напор составляет 5...10 % от общего напора.

Сумма потерь напора Hп складывается из потерь напора на трение hтр и местных потерь hм (в колене, на изгибе и т.д.):

. (6)

Потери напора на трение определяются по специальным диаграммам в зависимости от концентрации волокна, диаметра трубопровода Dy, мате­риала трубопровода:

, (7)

где k2 – коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности трубы; для нержавеющей стали, алюминия и др. k2 = 0,75;

k3 – коэффициент, учитывающий вид волокнистого материала: для суль­фатной белёной k3 = 0,8.

Местные потери складываются из потерь напора на сопротивление колена hк, тройника hт, задвижек hз.

В зависимости от диаметра трубопровода, концентрации волокни­стой суспензии, местных сопротивлений по справочным данным [3, таблица 2.8] определяется суммарная эквивалентная длинна трубопровода, которая соответствует потерям на местных сопротивлениях.

Насос подачи массы на сортировку:

Подача насоса

м3/мин.

Местные потери составляют hм=3·hз+hк =3·2,3+1,1·2=9,1 м.

Потери на трение м.

Тогда сумма потерь напора м.

Напор насоса

м.

По справочным данным [4] подбираем центробежный насос БМ 355/63.

Насос подачи массы на вторую ступень очистки:

Подача насоса

м3/мин.

Местные потери составляют hм=2·hз+hк =2·2,5+1,5·2=8,0 м.

Потери на трение м.

Тогда сумма потерь напора м.

Напор насоса

м.

Подбираем центробежный насос БМ 190/45.

Насос подачи массы на третью ступень очистки:

Подача насоса

м3/мин.

Местные потери составляют hм=2·hз+hк =2·2,5+1,5·2=8,0 м.

Потери на трение м.

Тогда сумма потерь напора м.

Напор насоса

м.

Подбираем центробежный насос БМ 190/45.

Насос подачи массы на четвёртую ступень очистки:

Подача насоса Q, м3/мин

м3/мин.

Местные потери составляют hм=2·hз+hк =2·2,5+1,5·2=8,0 м.

Потери на трение м.

Тогда сумма потерь напора м.

Напор насоса

м.

Подбираем центробежный насос БМ 190/45.

Насос подачи массы на пятую ступень очистки:

Подача насоса Q, м3/мин

м3/мин.

Местные потери составляют hм=2·hз+hк =2·2,5+1,5·2=8,0 м.

Потери на трение м.

Тогда сумма потерь напора м.

Напор насоса

м.

Подбираем центробежный насос БМ 190/45.

Насос подачи массы на обратный вихревой очиститель первой ступени очистки:

Подача насоса Q, м3/мин

м3/мин.

Местные потери составляют hм=2·hз+hк =2·2,5+3·2=11,0 м.

Потери на трение м.

Тогда сумма потерь напора м.

Напор насоса

м.

Подбираем центробежный насос БМ 118/31,5.

Таблица 8 – Основное оборудование

Наименование и назначение оборудование Тип Техническая характеристика Количество
Полицейская сортировка Radiscreen – F1600D Производительность 24000 л/мин, мощность электропривода 200кВт
Прямой вихревой очиститель первой ступени Радиклон Р-100-300 Производительность 30000 л/мин, общая высота 3450 мм.
Обратный вихревой очиститель первой ступени Радиклон Р-100-300 Производительность 30000 л/мин, общая высота 3450мм.
Вихревой очиститель второй ступени Радиклон Р-250-112 Производительность 28000 л/мин, общая высота 3220мм.

 


Продолжение таблицы 8

Вихревой очиститель третьей ступени Радиклон Р-40-150 Производительность 6000 л/мин, общая высота 1960мм.
Вихревой очиститель четвёртой ступени Установка Клинпак 350L Производительность 1600л/мин, количество элементов 4.
Вихревой очиститель пятой ступени Очиститель Клинпак 350L Производительность 400л/мин, количество элементов 1.

 

Таблица 9 – Вспомогательное оборудование проектируемого цеха

Наименование и назначение оборудование Тип Техническая характеристика Количество
Насос подачи массы на сортировку БМ 355/63 Частота вращения ротора 1450 мин-1, мощность электропривода 40 кВт, диаметр рабочего колеса 410 мм.
Насос подачи массы на вторую ступень очистки БМ 190/45 Частота вращения ротора 1450 мин-1, мощность электропривода 10 кВт, диаметр рабочего колеса 332 мм.
Насос подачи массы на третью ступень очистки БМ 190/45 Частота вращения ротора 1450 мин-1, мощность электропривода 10 кВт, диаметр рабочего колеса 332 мм.
Насос подачи массы на четвёртую ступень очистки БМ 190/45 Частота вращения ротора 1450 мин-1, мощность электропривода 10 кВт, диаметр рабочего колеса 332 мм.
Насос подачи массы на пятую ступень очистки БМ 190/45 Частота вращения ротора 1450 мин-1, мощность электропривода 10 кВт, диаметр рабочего колеса 332 мм.
Насос подачи массы на обратный вихревой очиститель первой ступени очистки БМ 118/31,5 Частота вращения ротора 1450 мин-1, мощность электропривода 12 кВт, диаметр рабочего колеса 290 мм.
Устройство перемешивающее для уравнительного бассейна белёной целлюлозы УПВ-5 Диаметр винтовой мешалки 1800 мм, частота вращения мешалки 2 с-1, мощность электродвигателя 75 кВт.

 


Продолжение таблицы 9

Устройство перемешивающее для бассейна отходов УПВ-4 Диаметр винтовой мешалки 1500 мм, частота вращения мешалки 2,5 с-1, мощность электродвигателя 55 кВт.
Устройство перемешивающее для бассейна очищенной массы УПВ-5 Диаметр винтовой мешалки 1800 мм, частота вращения мешалки 2 с-1, мощность электродвигателя 75 кВт.

 

Таблица 10 – Унификация бассейнов

Назначение бассейна Объём бассейна, м3 Время запаса массы, час
По расчёту После унификации По расчёту После унификации
Уравнительный бассейн белёной целлюлозы 1,0 1,1
Бассейн отходов 23,4
Бассейн очищенной массы 0,50 0,51

 


Энергетическая часть

Расчет удельного расхода электроэнергии производится по следую­щим формулам:

Ру=пРн , (8)

где Ру – установленная активная мощность, кВт;

n – число работающих двигателей, шт.;

Рн – номинальная мощность двигателя, кВт.

РС=КРУ, (9)

где Рс – средняя активная мощность, кВт;

К – коэффициент использования.

где ЗУ – удельный расход энергии, кВт·ч/т;

Q – суточная производительность цеха или завода, т.

Расчет удельного расхода электроэнергии привода сортировки «Радискрин».

Ру=1 · 200=200 кВт;

РС=0,9· 200=180 кВт;

кВт·ч/т.

Расчет удельного расхода электроэнергии насоса БМ 355/63.

Ру=1 · 40=40 кВт;

РС=0,9· 40=36 кВт;

кВт·ч/т.

Расчет удельного расхода электроэнергии насоса БМ 118/31,5.

Ру=1 · 12=12 кВт;

РС=0,9· 12=10,8 кВт;

кВт·ч/т.

Расчет удельного расхода электроэнергии насоса БМ 190/45.

Ру=4 · 10=40 кВт;

РС=0,9· 40=36 кВт;

кВт·ч/т.