Барабанна сушарка

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

 

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНЮВАЛЬНА  ЗАПИСКА

 

 

до курсового проекту з дисципліни

 

“Автоматизація  технологічних процесів”

 

на тему:

 

 «Барабанна сушарка»

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав:

 

.

 

Перевірив:

 

 

 

 

Київ-2011

 

 

Вступ

 

Видалення вологи з твердих  і пастоподібних  матеріалів робить дешевше       їхнє транспортування  і додає їм певні властивості, а також зменшує корозію апаратури. Вологу можна видаляти механічним способом: віджим, центрифуговування, відстоювання. Однак цими способами волога видаляється частково, більш ретельне видалення вологи здійснюється шляхом теплового сушіння: випар вологи, видалення пари.

Процес теплової сушки  може бути природним і штучним. Природна сушка застосовується рідко. По фізичній сутності сушка є складним дифузійним процесом. Його швидкість визначається швидкістю дифузії вологи з глибинних частин матеріалу до поверхні, а потім у навколишнє середовище. Видалення вологи при сушці включає не тільки перенесення матеріалу, але і перенос тепла, у такий спосіб є теплообмінним і масообмінним процесами. По способу підведення тепла до матеріалу, що висушується, сушіння поділяють:

1. Контактна – шляхом передачі тепла від теплоносія до матеріалу через розділову стінку;
2. Конвективна – шляхом безпосереднього зіткнення матеріалу, що висушується, із сушильним агентом. У якості якого використовують: підігріте повітря, топкові гази або топкові гази з повітрям;
3. Радіаційна – шляхом передачі тепла інфрачервоним випромінюванням;
4. Діелектрична – у полі струмів високої частоти;
5. Сублімаційна – у замороженому стані у вакуумі.

Матеріал, що висушується, при будь-якому методі сушіння  знаходиться в контакті з вологим  повітрям чи газом. При конвективному сушінні вологому повітрю приділяється основна роль. Тому необхідно чітко представляти якими параметрами описується повітря.

 

 

 

 

1. Класифікація сушарок.

 

Сушіння матеріалів, чи напівпродуктів готових виробів використовується практично на всіх стадіях виробництва будівельних матеріалів, виробів і конструкцій.

Для сушіння застосовують різноманітні сушарки, що відрізняються  по ряду ознак які покладені в  основу класифікації, приведеної нижче:

Таблиця №1

Ознака класифікації	Типи  сушарок
1. Тиск у робочому просторі.	Атмосферні, вакуумні, під  надлишковим тиском.
2. Режим роботи.	Періодичної і неперіодичної  дії.
3. Вид теплоносія.	Повітряні, на димових  чи інертних газах, на насиченій чи перегрітій парі, на рідких теплоносіях.
4. Напрямок руху теплоносія щодо матеріалу.	Прямоточні, протиточні, з перехресним струмом, реверсивні.
5. Характер циркуляції  теплоносія.	З природною і примусовою циркуляцією.
6. Спосіб нагрівання  теплоносія.	З паровими повітронагрівачами, з топковими пристроями, з електронагрівниками, комбіновані.
7. Стислість використання  теплоносія.	Прямоточні чи рециркуляційні.
8. Спосіб видалення  вологи із сушарки.	З теплоносієм, що відходить, із продувним повітрям, компенсаційні, з хімічним  поглинанням вологи.
9. Спосіб підведення  тепла до матеріалу.	Конвективні, контактні, з нагріванням струмами високої  частоти, із променистим нагріванням, з акустично ультразвуковим нагріванням.
10. Вид матеріалу, що  висушується.	Для крупнодисперсних, тонкодисперсних, пилоподібних, стрічкових, пастоподібних, рідких чи розчинів суспензій.
11.Гідродинамічний режим.	З щільним нерухомим  шаром, що перемішується шаром, завислим шаром, з розпиленням у потоці теплоносія.
12. Конструктивний тип  сушарки.	Камерні, шахтні, стрічкові, барабанні, трубні і т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Барабанна сушарка.

 

Вона являє собою  зварений циліндр – барабан, на зовнішній  поверхні якого укріплені бандажні опори, кільця твердості і приводний  зубцюватий вінець; Вісь барабана може бути нахилена до обрію на 4^˚ - 6^˚.

Барабанні атмосферні сушарки безупинної дії призначені для сушіння сипучих матеріалів топковими газами чи нагрітим повітрям.

Усередині барабана встановлюють насадки, конструкція яких залежить від властивостей матеріалу, що висушується. З боку завантажувальної камери багатозапірна гвинтова насадка, з числом спіральних лопат від шести до шістнадцяти в залежності від діаметра барабана. При сушінні матеріалу з великою адгезією до поверхні на початковій ділянці останнього закріплюють ланцюги, за допомогою яких руйнують камки й очищають стінки барабана. Для цієї ж цілі можуть застосовувати ударні пристосування, розташовані з зовнішньої сторони барабана.

У сушарках діаметром 1000 – 1600 мм для матеріалу з гарною сипкістю і середнім розміром часток до 8 мм установлюють секторну насадку. У тих же сушарках, для матеріалів, що володіють підвищеною адгезією сипучих матеріалів із середнім розміром часток  більш 8 мм установлюють під’ємно – лопатеві пристрої. У сушарках діаметром 1000 – 3500 мм для матеріалів схильних до налипання, але сипучі властивості, що відновлюють, у процесі сушіння спочатку встановлюють під’ємно – лопатеві перевалочні пристрої, а потім секторні насадки.

Основний матеріал для  виготовлення барабанів сушарок, завантажувальних і розвантажувальних камер –  вуглецеві сталі. У технічно обґрунтованих випадках додаткове виготовлення барабанів, розвантажувальних і розвантажувальних камер частково цілком з жаростійких сталей спеціальних марок.

Барабанні вакуумні сушарки  працюють, як правило, періодично і  їх застосовують для сушіння термочутливих матеріалів від води й органічних розчинників, а також для сушіння токсичних матеріалів. У залежності від властивостей матеріалу і вимог до готової продукції застосовують сушарки середнього чи глибокого вакууму. Вакуумні барабанні сушарки застосовують в основному у виробництві полімерних матеріалів.

 

3. Принципова схема барабанної  сушарки.

 

1 – барабан; 2 – живильник; 3 – сушильний барабан; 4 – топка; 5 – змішувальна камера; 6, 7, 11. –  вентилятори; 8 – проміжний бункер; 9 – транспортер; 10– циклон; 12 – зубчаста передача.

 

Вологий матеріал з бункера 1 за допомогою живильника 2 попадає  в обертовий сушильний барабан 3. Паралельно матеріалу в сушарку  подається сушильний агент, що утвориться від згоряння палива в топці 4 і  змішання газів у змішувальній камері 5. Повітря  в топку і змішувальну камеру подається вентиляторами 6,7. Висушений матеріал із протилежного кінця сушильного барабана 8, а з нього на транспортуючий пристрій 9.

Відпрацьований сушильний  агент перед викидом в атмосферу очищається від пилу в циклоні 10. При необхідності виробляється додаткове, мокре пиловловлення.

Транспортування сушильного агента через сушильну камеру здійснюється за допомогою вентилятора 11. При  цьому установка знаходиться  під невеликим розрідженням, що виключає витік сушильного агента через нещільності упакування.

Барабан приводиться в обертання  електродвигуном через зубчасту передачу 12.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Система автоматичного контролю  і регулювання процесу сушіння.

 

Система призначена для регулювання процесу сушіння різних добавок до цементу в прямоточних сушильних барабанах, що працюють на різних видах палива. Процес сушіння забезпечує максимальне тепловикористання барабана при мінімальних витратах праці людини.

Максимальна кількість тепла, що вводиться в барабан, визначається температурою теплоносія, вимірюваної в змішувальній камері, і швидкістю його проходження по довжині барабана.

Система здійснює контроль і регулювання технологічних  параметрів, а також передбачає можливість дистанційного керування регулювальними органами на живильнику палива і сирого матеріалу.

Основними контрольованими  параметрами автоматичної системи  є:

положення ножа тарілчастого живильника, що побічно дає машиністу  представлення про продуктивність барабана по сирому матеріалі;

температура в змішувальній камері;

витрата застосовуваного  палива (по положенню регулюючого  органа);

температура усередині  барабана (на першому метрі від  гарячого кінця барабана), що побічно  показує зміну вологості і  завантаження;

температура газів, що відходять;

температура висушеного матеріалу, що побічно відбиває його вологість.

Регулювальними органами в системі керування є: на барабанах  з газоподібним паливом – поворотна  заслінка, з пиловугільним паливом  – сектороподібний ніж на стрічковому транспорті подачі вугілля (при наявності млиново-шахтної топки), з мазутним паливом – регулюючий мазутний кран.

Система автоматичного  регулювання процесу сушіння  складається з двох регуляторів: регулятора температури в змішувальній камері і двоконтурному регуляторі завантаження. Перший контур здійснює позиційне регулювання завантаження матеріалу по температурі на першому місці від гарячого кінця, другий – автоматичну зміну завдання на температуру усередині барабана по температурі вихідного з барабана матеріалу.

Нормальними умовами  роботи барабана, при яких система  ефективно функціонує, є:

гарна пропускна здатність  вхідних пристроїв (тічка, вхідна частина  барабана);

безперервність у подачі сирого матеріалу в барабан;

зміна вологості сирого матеріалу в межах 8-25 %;

безперебійність подачі палива;

справний стан усіх механізмів агрегату;

відсутність перемінних підсмоктувань по всьому газоповітряному  тракті.

Розглянемо окремо роботу кожного регулятора.

 

4.1. Регулювання температури в  змішувальній камері.

 

Розглянута система призначена для автоматичної підтримки заданої температури в змішувальній камері сушильного барабана, зменшення часу на нагрівання змішувальної камери після простою барабана, а також для зниження подачі палива під час живлення барабана сирим матеріалом.

Система регулювання  підтримує температуру в змішувальній камері: на газоподібному паливі з  точністю (3(З на пиловугільному і  мазутному паливі – з точністю (10(С.

Підтримка сталості температури  в змішувальній камері забезпечується зміна подачі палива.

Як регулюючий прилад використовується регулятор, що  працює в режимі ПІ-регулювання.

Схема відсічення палива передбачає повне припинення його подачі при зменшенні нижче припустимих  значень тиску газу, тиску вторинного повітря, розрідження в змішувальній камері. Крім того, передбачається різке зменшення подачі палива при припиненні надходження матеріалу в сушильний барабан. Цей запобіжний захід необхідний для запобігання вхідної тічки від згоряння.

Функціональна схема  автоматичного регулювання температури в змішувальній камері представлена на мал. 1, а структурна – на мал. 2.

У системі передбачена  рівнобіжна схема регулювання з  використанням одного термоелектричного  перетворювача. Для усунення впливу один на одного паралельно включених  вторинного приладу і регулятора від цього термоелектричного перетворювача прокладаються дві пари термоелектродних проводів. В окремих випадках чутливість регулятора буває настільки велика, що приходиться загрубляти її шляхом уведення додаткового опору до 100 Ом у ланцюг регулятор – термоелектричний перетворювач.

При пуску сушильного агрегату ключ вибору режиму встановлюється в положення  «Автоматика». Тому що температура  в змішувальній камері низька, на регуляторі виникає максимальний сигнал розбалансу, що подається на магнітний підсилювач, підсилюється їм і надходить на електричний виконавчий механізм, керуючий заслінкою палива.