2.7.10.8. Методика расчета печей с вращающимся барабаном

Исходными данными для расчета печи являются: производительность, состав и влажность материала, температурный режим и время обработки, характер и выделяющиеся при обработке паро- и газообразные продукты.

В материальном балансе определяют все приходные и расходные статьи, отнесенные к единице массы готовой продукции, включая унос и потери.

Тепловой расчет определяет удельные расходы тепла на обработку данного материала, определение возможности передачи материалу необходимого количества тепла при принятых размерах печи и ее производительности.

где т — время пребывания материала в печи, мин; 0 — угол естественного откоса материала, градусы; L — длина печи, м; D — диаметр печи, м; п —- число оборотов печи, 1/мин; i — наклон печи, % к длине; ф — коэффициент или степень заполнения печи материалом; у — насыпная масса материала, кг/м8; G — производительность печи, кг/ч.

В этих уравнениях заданными или известными являются т, 0, <p, G, у. Произведение ni предварительно принимают равным 2—4.

Подставляя значения перечисленных выше величин и решая совместно уравнение, определяют диаметр и длину печи. Так, длину печи находят по формуле:

Скорость дымовых газов и связанный с нею пылеунос необходимо учитывать, так как он может оказывать решающее влияние на подбор диаметра печи. Кроме того, необходимо принимать во внимание скорость отходящих из печи газов. Скорость принимают не более 2—3 м/с, учитывая при этом максимально допустимый пылеунос. Тогда уравнение для определения диаметра печи примет следующий вид:

где У0. г — объемная скорость отходящих газов, м3/ч; wr — линейная скорость отходящих газов, м/ч.

Объемную скорость отходящих газов определяют по уравнению:

где ВТ — удельный расход топлива, кг/кг (м3/кг) продукта; Уд< г—количество дымовых газов, образующихся при сгорании 1 кг (1 м3) топлива, м3/кг (м3/м3); Vp> г — объем реакционных газов, м3/кг продукта; t — температура отходящих газов, °С; G — производительность печи, кг/ч.

Это уравнение является универсальным, так как может быть использовано для любой печи, независимо от ее назначения.

Для определения диаметра корпуса печи полученное значение внутреннего диаметра увеличивают на двойную толщину футеровки и окончательно уточняют с заводскими нормалями.

Для определения полной длины печи значения внутреннего диаметра подставляют в соответствующее уравнение.

В случае необходимости уменьшения длины печи без нарушения заданных условий режима ее работы и времени пребывания в ней материала, устанавливают порог на выходном торце печи, высоту которого h определяют методом подбора по формуле:

В целях упрощения решения этой задачи можно пользоваться (рис. 81) уравнением:

где Lx — длина печи; L2 — уменьшенная длина печи, м; i — наклон печи, % к длине; к — отношение высоты кольца порога hK стрелке сегмента заполнения Н печи без порога; а = R/H — отношение внутреннего радиуса печи R к высоте стенки сегмента заполнения Н печи без порога (значения а приведены на кривых рис. 81).

Определение высоты порога по рис. 81 производят в следующей последовательности: сначала определяют значение А, затем а. По А и а на графике находим к. Умножив к на Н, получают высоту порога h, которая обеспечивает необходимое время пребывания материала в печи при уменьшенной ее длине. Эта высота одновременно является и высотой стрелки сегмента заполнения материалом печи с порогом.

Если степень заполнения печи окажется больше обычно принимаемой (10— 15%), следует расчет повторить, приняв несколько большую длину печи, руководствуясь нормалями завода-изготовителя. Длина и диаметр печи проверяются тепловыми расчетами, которые должны подтвердить их достаточность для передачи материалу необходимого количества тепла, определенного тепловым балансом. Для этого всегда задается температура потока газов на входе и принимается на выходе в зависимости от технологического процесса, проводимого в печи.