С целью интенсификации процесса сушки хлопка-сырца нами был разработан барабанный сушильный агрегат со смешанным режимом термообработки (СБ-СРТ). Отличительной особенностью СБ-СРТ является установка барабана с углом наклона в сторону загрузки при этом повышается коэффициент заполнения барабана, увеличивается время пребывания высушиваемого материала в барабане. Возможность применения более высоких скоростей сушильного агента позволяет увеличить влагоотбор и повысить производительность барабанного сушильного агрегата по сухому продукты [1, 2].
Одним из основных элементов работы при составлении обоснования целесообразности модернизации барабанных сушильных агрегатов является выбор и расчет основных технико-экономических показателей [3, 4]. Эти показатели должны в полной мере характеризовать барабанный сушильный агрегат и обеспечить возможность объективной оценки и выбора оптимального варианта его модернизации.
К основным технико-экономическим показателям могут быть отнесены: производительность сушильного агрегата, расход сушильного агента, скорость сушильного агента, влажность хлопка-сырца, влагоотбор, температура сушильного агента, температура хлопка-сырца, расход дизельного топлива, потребляемая мощность, режим работы в году, срок службы агрегата, годовая производительность по хлопку-сырцу, расход электроэнергии, затраты на электроэнергию, общий расход дизельного топлива в год, расход дизельного топлива на 1 тонну хлопка-сырца, затраты на дизельное топливо в год, ожидаемый экономический эффект от внедрения и т.д.
В настоящее время сушку хлопка-сырца на хлопкоперерабатывающих предприятиях Южно-Казахстанской области проводят в барабанных сушилках типа 2СБ-10.
Однако эти сушилки имеют определенные недостатки:
– относительно низкая производительность;
– относительно низкая величина влагоотбора;
– не эффективное использование рабочего объема барабана;
– применение высокой температуры сушильного агента приводит к снижению качества хлопкового волокна, а иногда к возгоранию хлопка-сырца.
С целью интенсификации процесса сушки хлопка-сырца нами модернизированы барабанные сушилки типа 2СБ-10 на Туркестанском хлопкоочистительном заводе (ныне АО «Яссы») и на Кировском хлопкоочистительном заводе (ныне АО «Ак алтын»).
Результаты опытно-промышленных испытаний в сушильном барабане со смешанным режимом термообработки типа 3,2СБ-СРТ-10, проведенных на Кировском хлопкоочистительном заводе (ныне АО «Ак алтын») приведены в таблице 1.
Таблица 1
Результаты опытно-промышленных испытаний модернизированной барабанной сушилки типа 3,2СБ-СРТ-10
№№ |
Показатели |
Единица Измерения |
Барабан-ная сушилка типа 2СБ-10 |
Модернизи-рованная барабанная сушилка типа 3,2СБ-СРТ-10 |
Эффект сушилки типа 3,2СБ-СРТ-10 |
|
1. |
Производительность |
т/ч |
4,62 |
6,61 |
в 1,43> |
|
2. |
Расход сушильного агента |
м3/ч |
22000 |
30000 |
||
3. |
Скорость сушильного агента на входе в барабан |
м/с |
7,8 |
10,11 |
в 1,42> |
|
4. |
Влажность хлопка-сырца |
начальная |
% |
16,6 |
16,7 |
|
конечная |
% |
11,7 |
10,1 |
|||
5. |
Влагоотбор |
% |
4,9 |
6,6 |
в 1,35> |
|
6. |
Температура сушильного агента |
на входе |
°С |
258 |
205 |
в 1,3< |
на выходе |
°С |
90 |
62 |
в 1,45< |
||
7. |
Температура хлопка-сырца |
до сушки |
°С |
8 |
6 |
|
после сушки |
°С |
40 |
43 |
|||
8. |
Расход дизельного топлива |
т |
250 |
250 |
||
9. |
Потребляемая мощность |
кВт |
55 |
51 |
на 4< |
|
10. |
Режим работы в году |
суток |
265 |
265 |
||
11. |
Срок службы |
год |
10 |
10 |
||
12. |
Объем внедрения |
установок |
- |
1 |
Из анализа таблицы 1 видно, что модернизированный сушильный барабан со смешанным режимом термообработки типа 3,2СБ-СРТ-10 превосходит существующие барабанные сушилки типа 2СБ-10 по следующим показателям:
– по производительности в 1,4–1,5 раза;
– по величине влагоотбора в 1,36 раза;
– совершенствована гидродинамика процесса сушки (скорость сушильного агента на входе в барабан в 1,42 раза больше и сосредоточена в зоне падения хлопка-сырца);
– улучшен тепловой режим процесса сушки (температура сушильного агента на входе в барабан в 1,3 раза меньше, что обеспечивает «мягкий» режим сушки, и предотвращает возгорание хлопка-сырца и перегрев хлопкового волокна).
1. Расчет объема производства – годовой производительности барабанного сушильного агрегата может быть определена по формуле:
GГi=GЧ·τ·n·0,9 (т),
где: GГi – годовая производительность i-го агрегата, т;
GЧ – часовая производительность i-го агрегата, т/ч;
τ – количество часов в сутки, ч;
n – число смен в году.
0,9 – коэффициент неравномерности использования оборудования.
2. Расчет годовой производительности барабанного сушильного агрегата для i-го агрегата может быть определен с использованием следующей формулы:
Gi=квGЧ·τ·n·0,9 (т),
где кв=1 – коэффициент влагоотбора
3. Коэффициент учета роста производительности модернизированного сушильного агрегата равен:
,
где: квi=6,9/5,2=1,33 - коэффициент влагоотбора модернизированной сушилки 3,2СБ-СРТ-10;
G2= 6,9% - влагоотбор модернизированной сушилки 3,2СБ-СРТ-10;
G1= 5,2% - влагоотбор базовой сушилки типа 2СБ-10.
Следующим технико-экономическим показателем являются годовые текущие затраты у потребителя на топливо и на электроэнергию:
4. Затраты на топливо
Годовая стоимость топлива – Ст равна:
Ст = B×N (тг)
где: B = 85000 тг – стоимость 1 тонны дизельного топлива;
N = 250 тонн – годовой расход топлива в среднем на одну сушилку 2СБ-10.
5. Затраты на электроэнергию
Годовые затраты электроэнергии – Ээл
Ээл = Рі×24×265×0,9 (кВт×ч)
где: Рі – потребляемая мощность i-го сушильного агрегата, квт;
24 – количество часов в сутках, ч;
265 – режим работы в году, сутки;
0,9 – коэффициент неравномерности использования оборудования.
Годовая стоимость электроэнергии барабанной сушилки – Sэл:
Sэл = Цэл × Ээл (тг),
где: Цэл = 9,04 тг с НДС - стоимость 1 кВт/ч электроэнергии (на 28.10.2008г.).
Ээл – годовые затраты электроэнергии, кВт.
6. Ожидаемый экономический эффект от внедрения модернизированного сушильного барабана со смешанным режимом термообработки типа 3,2СБ-СРТ-10.
Расчет ожидаемой экономической эффективности от внедрения модернизированного сушильного барабана со смешанным режимом термообработки типа 3,2СБ-СРТ-10 приведен в таблице 2.
Таблица 2
Сравнительные показатели между модернизированным сушильным барабаном со смешанным режимом термообработки типа 3,2СБ-СРТ-10 и существующей барабанной сушилкой типа 2СБ-10 при переработке хлопка-сырца.
№№ |
Показатели |
Ед. измерения |
Стои-мость 1 ед. |
Барабанная сушилка типа 2СБ-10 |
Модернизи-рованная барабанная сушилка типа 3,2СБ-СРТ-10 |
Эффект от внедрения сушилки типа 3,2СБ-СРТ-10 |
1. |
Производительность |
т/ч |
4,62 |
6,61 |
+ 1,99 |
|
2. |
Годовая производительность по хлопку-сырцу |
т |
26 444 |
37 835 |
+ 11 391 |
|
3. |
Режим работы в году |
суток |
265 |
265 |
||
4. |
Годовые затраты на электроэнергию |
кВт/ч |
55*24*265= 349 800 |
51*24*265= 324 360 |
- 25 440 |
|
5. |
Годовая стоимость электроэнергии |
тг |
9,04 |
9,04*349800= 3 162 192 |
9,04*324 360= 2 932 214,4 |
-229 977,6 |
6. |
Затраты электроэнергии на 1-ну тонну хлопка-сырца |
тг |
3 162 192 / 26 444 =119,6 |
2 932 214,4 / 37 835 = 77,5 |
-42,1 |
|
7. |
Общий расход дизельного топлива в год |
т |
250 |
250 |
||
8. |
Годовая стоимость расхода дизельного топлива |
тг |
85 000*250= 21 250 000 |
85 000*250= 21 250 000 |
||
9. |
Расход дизельного топлива на 1 т хлопка-сырца |
т |
250 / 26 444= 0,0095 |
250 / 37 835 = 0,0066 |
- 0,0029 |
|
10. |
Затраты на дизельное топливо при переработке 1-ной тонны хлопка-сырца |
тг |
85 000 |
85 000 *0,0095= 807,5 |
85 000*0,0066= 561 |
-246,5 |
11. |
Ожидаемый экономический эффект от внедрения на хлопзаводе «Мырзакент» |
тг/год |
(42,1+246,5)*150 тыс. тонн |
43 290 000 (360 750 $CША/год) |
||
12. |
Ожидаемый экономический эффект от внедрения на хлопзаводах ЮКО |
тг/год |
(42,1+246,5)=450 тыс. тонн |
129 870 000 (1 082 250 $CША/год) |
На основе технико-экономических показателей полученных в результате опытно-промышленных испытаний одной модернизированной барабанной сушилки типа 3,2СБ-СРТ-10 рассчитан ожидаемый экономический эффект:
Ожидаемый экономический эффект от внедрения модернизированного сушильного барабана типа 3,2СБ-СРТ-10 на хлопкоперерабатывающих заводах Южно-Казахстанской области при производственной мощности 450 тыс. тонн в год составит 129 870 000 тг/год ($CША 1 082 250).