Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Определение гранулометрического состава твердых топлив ситовым методом: Лабораторная работа по курсу "Котельные установки и парогенераторы"

Голосов: 0

Даны методические указания и порядок выполнения лабораторной работы, включая подробное описание лабораторной установки, методики проведения опытов и обработки опытных данных, список рекомендуемой литературы. Предназначена для студентов очной и заочной форм обучения специальности 140106 "Энергообеспечение предприятий".

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
    ♦ ИЗДÀТЕЛЬСТВО ТГТУ ♦


     Министерство образования и науки Российской Федерации
ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет»




           ОПРЕДЕЛЕНИЕ
   ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
 ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ СИТОВЫМ МЕТОДОМ


                       Лабораторная работа
         по курсу «Котельные установки и парогенераторы»
           для студентов очной и заочной форм обучения
      специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий»




                            Тамбов
                       Издательство ТГТУ
                              2007


УДК 662.62
ББК з352я73-5
    О–624

                           Рекомендовано ученым советом энергетического факультета


                                                   Рецензент
                                       Доктор технических наук, профессор
                                                  В.Ф. Першин


                                                Составители:
                                         Н.П. Жуков, А.С. Чех, И.В. Рогов,
                                            А.А. Балашов, Е.В. Кариб




О–624        Определение гранулометрического состава твердых топлив
        ситовым методом : лабораторная работа / сост. : Н.П. Жуков,
        А.С. Чех, И.В. Рогов, А.А. Балашов, Е.В. Кариб. – Тамбов : Изд-во
        Тамб. гос. техн. ун-та. – 2007. – 12 с. – 100 экз.

             Даны методические указания и порядок выполнения лабораторной
        работы, включая подробное описание лабораторной установки, методи-
        ки проведения опытов и обработки опытных данных, список рекомен-
        дуемой литературы.
             Предназначена для студентов очной и заочной форм обучения
        специальности 140106 «Энергообеспечение предприятий».

                                                                                       УДК 662.62
                                                                                     ББК з352я73-5




                               ГОУ ВПО «Тамбовский государственный
                                технический университет» (ТГТУ), 2007


                       Учебное издание

          ОПРЕДЕЛЕНИЕ
  ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ СИТОВЫМ МЕТОДОМ
                     Лабораторная работа


                      Составители:
               ЖУКОВ Николай Павлович,
                ЧЕХ Алексей Сергеевич,
               РОГОВ Иван Владимирович,
            БАЛАШОВ Алексей Александрович,
              КАРИБ Екатерина Викторовна


               Редактор З.Г. Ч е р н о в а
Инженер по компьютерному макетированию Т .Ю. Зото ва



                 Подписано в печать 26.12.2007
 Формат 60 × 84 / 16. 0,7 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 845.

           Издательско-полиграфический центр ТГТУ
             392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14


    Цель работы: определение гранулометрического состава твердых топлив ситовым методом.


Основы теории

     Каменные и бурые угли занимают основное место в мировых запасах топливных ресурсов и используются в ос-
новном в качестве энергетического топлива. В последние десятилетия созданы и проходят проверку в промышленных
условиях новые перспективные технологические схемы и процессы, позволяющие на основе углей производить про-
дукцию различного назначения.
     Методами механических испытаний углей определяются такие показатели качества твердого топлива, как грану-
лометрический состав, обогатимость, содержание минеральных примесей (породы) в топливе с кусками размером
6…25 мм и более, содержание мелочи, механическая прочность и пр. Под твердым топливом понимаются: антрацит,
каменные и бурые угли, горючие сланцы, торф, а также продукты их обработки.
     Гранулометрический состав твердого топлива необходимо знать для определения класса крупности сортируемого то-
плива при использовании в различных конструкциях топочных устройств и технологии сжигания топлив.
     Гранулометрический состав твердого топлива определяется методом ситового анализа, порядок проведения которого
установлен в ГОСТ 2093–82. Гранулометрический состав – это количественная характеристика топлива по размеру
кусков, которую на электростанциях определяют главным образом рассевом проб на контрольных ситах (ситовый
анализ).
     Сущность метода заключается в рассеве пробы на контрольных ситах или грохотах, взвешивании полученного
материала при рассеве и вычислении выходов отдельных классов крупности.
     Ситовому анализу подвергаются пробы, отобранные в соответствии с ГОСТ 10742–71, а также эксплуатационные
пробы, отобранные в соответствии с ГОСТ 16094–78. В пробу для ситового анализа отбирается не менее 30 порций,
равномерно распределенных по всей партии.
     Масса порций и масса пробы для ситового анализа в зависимости от максимальных размеров кусков твердого то-
плива приведены в табл. 1.
     Рассев пробы начинается на сите с отверстиями размером, соответствующим максимальному размеру кусков ис-
пытуемого материала. Типовая схема ситового анализа твердого топлива показана на рис. 1. Условные обозначения
для схемы представлены в табл. 2.
                                  1. Масса порций и пробы для ситового анализа

                         Максимальный                     Минимальная масса, кг,
                        размер кусков, мм              порции                      пробы
                           Более 200                     60                        1800
                             До 200                      40                        1200
                              150                        30                        900
                              100                        20                        600
                               50                        10                        300
                               25                        5                         150
                               13                       2,6                         78
                               6                        1,2                         36
                            Менее 3                     0,6                         18


                                                             Проба для испытания


                                                                                     ∅ 25



                                           m                                         ∅ 12
              Пробы для ситового анализа


                                           m                                         ∅6



                                           m                                         ∅3



                                           m                                         ∅1



                                           m

                                                      Рис. 1. Схема проведения ситового анализа твердого топлива
                                                                         крупностью 0…50 мм
                                                                        2. Условные обозначения


                                                                                                    Взвешивание

                                                                                                Деление (сокращение)


                                                                                                       Рассев

                                                                 m                               Определение массы

    В процессе испытания допускаемое сокращение массы подрешетных продуктов крупностью менее 25 мм. Мини-
мальная масса подрешетных продуктов после их сокращения в зависимости от значения приведена в табл. 3.
                                           3. Минимальная масса подрешетных продуктов после их сокращения

                                                                                   Масса подрешетного продукта после
                                                                                        сокращения, кг, не менее
                                               Наибольшая крупность
                                                   подрешетных             для определения              для определения
                                                  продуктов, мм             качественных          качественных характеристик
                                                                        характеристик классов      классов крупности и для их
                                                                              крупности                 ситового анализа
                                                       25                           30                        60
                                                       13                           15                        30
                                                        6                           8                         16
                                                        3                           4                           8
                                                        1                           1                           2
                                                       0,5                         0,5                          1
                                                       0,2                         0,1                       0,2

    Топливо с массовой долей влаги, препятствующей разделению частиц, перед рассевом сушат на воздухе или в су-
шильном шкафу при температуре не выше (40 ± 5) °С, а каменный уголь и антрацит – не выше (105 ± 5) °С до видимого
отделения частиц топлива друг от друга. Подсушенную пробу топлива перед рассевом охлаждают до комнатной тем-
пературы. В каменных углях, подсушенных при температуре (105 ± 5) °С, не допускается определять показатели спе-
каемости и коксуемости.


     Сита выбирают в соответствии с основным рядом размера круглых и квадратных отверстий: 300, 200, 100, 50, 25,
13, 6, 3, 1 и 0,063 мм.
     Для выделения материала крупностью 50 мм и более допускается применять сита с круглыми отверстиями
(ГОСТ 11187–65) с обязательным указанием об этом в акте испытания.
     В случае применения сит с круглыми отверстиями размеры зерен материала, выделяемого на них, пересчитыва-
ются на размеры зерен, выделяемых на ситах с квадратными отверстиями, путем умножения диаметра круглого от-
верстия на коэффициент 0,8.
     Потери материала в процессе анализа, определяемые как разность между массой пробы, поступившей на испыта-
ние, и суммой массы классов, полученных при анализе, должны быть не более 2 % массы пробы, подвергнутой рассе-
ву. В противном случае испытание считается недействительным. При потере материала в пределах указанной нормы
ее прибавляют к самому мелкому из полученных классов крупности.
     При проведении ситового анализа механизированным и автоматизированным способами массой первичной про-
бы допускается считать сумму масс полученных классов крупности.

                             Лабораторная установка и методика проведения опыта
     Лабораторная установка для определения гранулометрического состава твердых топлив ситовым методом пред-
ставлена на рис. 2.




                                              а)               б)

                                                 Рис. 2. Грохот Гр30:
                        1 – вибропривод ВП-30Т; 2 – устройство крепления сит; 3 – поддон для сит;
                                             4 – крышка для сит; 5 – ситы

      Грохот Гр30 (рис. 2) предназначен для сухого рассева в непрерывном режиме сыпучего материала на ряд классов
крупности. Грохот состоит из вибропривода ВП-30Т (1) с таймером; устройства крепления сит (2); поддона для сит
(3); крышки для сит (4); ситы (5) 300 × 50 мм с ячейками 1, 3, 6, 12, 25 мм.
      Технические характеристики грохота: размер просеивающих поверхностей – диаметр 300 мм; количество про-
сеивающих элементов – не более 5 шт; амплитуда (полуразмах) колебаний – 0,25...1,5 мм; частота колебаний – 1500
кол./мин; мощность электродвигателя – 2 × 0,025 кВт; напряжение питания – 50 Гц, 220 В.
      При включении грохота в сеть вибропривод сообщает закрепленным на нем декам винтовые возвратно-
поступательные колебания. Частота колебаний равна частоте вращения электродвигателя, а амплитуда колебаний об-
ратно пропорциональна массе дек с твердым топливом.
      Материал, подлежащий рассеву, подают на верхнее сито. Частицы материала, подпрыгивают и перемещаются.
Части твердого топлива с крупностью менее чем отверстия в просеивающей поверхности, просыпаются на располо-
женное ниже сито, а более крупные части остаются на прежнем сите. Частицы, прошедшие через нижнее сито, посту-
пают в поддон. Далее частицы твердого топлива разгружают в отдельные емкости по фракциям.
                                            Методика проведения опыта
     1. Если твердое топливо влажное, то его сушат в сушильном шкафу при температуре не выше (105 ± 5) °С для
каменного угля и антрацита, до видимого отделения частиц друг от друга.
     2. Охлаждают подсушенную пробу до комнатной температуры.
     3. Измеряют штангенциркулем максимальный размер куска твердого топлива в мм.
     4. По табл. 1 определяют минимальную массу пробы в кг.
     5. Взвешивают пробу на технических весах.
     6. Подбирают размеры отверстий сит, соответствующему максимальному размеру куска испытуемого материала
из основного ряда.
     7. Высыпают пробу на верхнее сито грохота.


     8. Включают вибропривод грохота. Рассев считают законченным, когда в течение одной минуты через сито проходит
менее 1 % массы топлива.
     9. После просева пробы, взвешивают подрешетный продукт на технических весах.
     10. По необходимости сокращают массу подрешетного продукта в соответствии табл. 3.
     11. Высыпают сокращенную пробу на следующее сито и включают вибропривод грохота.
     12. После просева пробы взвешивают подрешетный продукт на технических весах.
     13. Сокращают массу подрешетного продукта, по необходимости, в соответствии табл. 3.
     14. Повторяют операции по п. 11 – 13 до конечного сита.
     15. Результаты испытаний заносят в табл. 4.
     16. Определяют потери материала в процессе опыта, как разность между массой пробы, поступившей на испыта-
ние, и суммы классов, полученных по п. 7 – 13, должна быть не более 2 % массы пробы.

                        4. Результаты ситового анализа по определению характеристик
                             качества классов крупности и отдельных компонентов
Марка топлива_______________________________________________
Наименование и вид (сорт) продукта_____________________________
Размер наибольшего куска в пробе____________________________мм
Число порций, отобранных в пробу______________________________

                                                                                            Состав топлива по
                      крупности, мм
                       Обозначение




                                                                           Суммарный          компонентам
                                      классов, кг



                                                             классов, %
                         классов




                                                     Выход




                                                                              выход
                                        Масса




                                                                          надрешетного наименование масса, выход,
                                                                           продукта, %  компонента     кг     %


                           –
                           –
                       Итого


                                                    Обработка опытных данных
     1. Суммировать массу классов и записать в графу «Итого» во второй столбец табл. 4.
     2. Подсчитать выход классов в процентах, если принять за 100 % суммарное значение массы класса рассчитан-
ной в первом пункте.
     3. Суммарный выход надрешетного продукта вычислить путем последовательного прибавления значений выхо-
да класса для каждого класса крупности.
     4. Вычислить массу и выход состава топлива по компонентам (по необходимости) для каждого класса крупно-
сти и записать значения в шестой столбец табл. 4.
     5. Все результаты расчетов записать в табл. 4. Для наглядного примера в табл. 5 приведены результаты ситового
анализа каменного угля.
     6. Результаты ситового анализа представить также в виде графиков, называемых ситовыми характеристиками
(кривые гранулометрического состава). Кривую гранулометрического состава построить по данным табл. 4. При построе-
нии кривой гранулометрического состава в линейной системе координат на левой оси ординат снизу вверх отклады-
вают в масштабе суммарный выход надрешетных продуктов. На правой оси ординат сверху вниз откладывают сум-
марный выход подрешетных продуктов, а на оси абсцисс слева направо – значения нижних пределов крупности клас-
сов в миллиметрах. Полученные на пересечении координат точки соединяют плавной кривой, которую заканчивают в
точке, соответствующей крупности максимального куска топлива. Для наглядности на рис. 3 приведена кривая грану-
лометрического состава для примера табл. 5.
     С помощью такого графика удобно определять выходы любых классов крупности (т.е. фракционные остатки).


                                                 100                                                          0
                                                 90                                                           10




                  Суммарный выход надрешетного




                                                                                                                     Суммарный выход подрешетного
                                                 80                                                           20
                                                 70                                                           30




                           продукта, %




                                                                                                                             продукта, %
                                                 60                                                           40
                                                 50                                                           50
                                                 40                                                           60
                                                 30                                                           70
                                                 20                                                           80
                                                 10                                                           90
                                                  0                                                           100
                                                       0        20         40         60         80         100
                                                                     Размеры отверстий сит, мм

                                                               Рис. 3. Кривая гранулометрического состава
    7. Определить средний размер куска топлива ds в миллиметрах по формуле
                                                       n
                                                          A γ
                                                ds = ∑ i i ,
                                                     i =1 100

где Аi − среднее арифметическое значение размера отверстий сит, ограничивающих данный класс крупности, мм; γi −
выход класса крупности, %; n − число классов крупности.
     Для табл. 5 имеем пример расчета, представленный в табл. 6.
                                                           5. Результаты ситового анализа твердого топлива
                   Марка топлива
                   Наименование и вид (сорт) продукта –                                               Каменный уголь
                   Размер наибольшего куска в пробе                                                       105 мм
                   Число порций, отобранных в пробу                                                         40
                   (заполнено для образца)
___________________________________________________

                                Обозначение Масса     Выход Суммарный Состав топлива по компонентам
                                  классов   классов, классов, выход над- Наименование Масса, Выход,
                                 крупности,    кг       %      решетного
                                    мм                        продукта, % компонента    кг      %

                                          50…100              71,1      11,1        11,1
                                                                                     Уголь      60,21  9,4
                                                                                    Сростки      2,56  0,4
                                                                                     Порода      8,33  1,3
                                                                                    Колчедан      –     –
                                                                                     И то го     71,1 11,1
                                             26…50       17,3    2,7      13,8       Уголь      11,53  1,8
                                                                                    Сростки      3,21  0,5
                                                                                     Порода      2,56  0,4
                                                                                    Колчедан      –     –
                                                                                     И то го     17,3  2,7
                                              13…5      59,55    9,3      23,1          –         –     –
                                              6…13       89,0   13,9      37,0          –         –     –
                                               3…6      121,7   19,0      56,0          –         –     –
                                               1…3       99,9   15,6      71,6          –         –     –
                                               0…1       182    28,4     100,0          –         –     –
                                             И то го    640,5  100,0       –            –         –     –
                                                  6. Пример вычисления среднего размера куска топлива

                                        Класс крупности, мм                Аi, мм            γ i, %                 Аi γi
                                                      50…100               75,0              11,1                  832,5


                        26…50               37,5          2,7             101,2
                         13…5               19,0          9,3             176,7
                         6…13               9,5           13,9            132,0
                         3…6                4,5           19,0             85,5
                         1…3                2,0           15,6             31,2
                         0…1                0,5           28,4             14,2
                        И то го                          100,0            1373,3



                                   1373,3
Тогда средний размер куска d s =          = 13,7 мм.
                                    100

                                        Контрольные вопросы
1.   Основные технологические характеристики твердого топлива.
2.   Что понимают под твердым топливом?
3.   В чем заключается метод ситового анализа?
4.   Описать схему проведения ситового анализа твердого топлива.
5.   Дать определение гранулометрического состава.
6.   В каком случае испытание с помощью метода ситового анализа считают недействительным?
7.   Как определяют выход любых классов крупности?
8.   Как определяют средний размер куска топлива?



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика