Тепловой баланс печной установки — КиберПедия 

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...

Тепловой баланс печной установки

2021-04-18 66
Тепловой баланс печной установки 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Тепло от сгорания топлива:

                                               qп = Vт·                                                                (4.36)

qп = Vт·8396 ккал/кг кл

Физическое теплосодержание топлива:

                                               qф = Vт·cт·tг                                                                (4.37)

qф = Vт·0,385·10 = 3,8·Vт

Теплосодержание сырья:

                                       qм = ( ·cм + )·tм                                                  (4.38)

 qм = (1,500·0,22+0,0158)·42 = 14,52 ккал/кг кл

 

Теплосодержание воздуха:

                                               qв = ·cв·tв                                                              (4.39)

qв = (2,9+5,2·Vт)·0,31·20 = 17,98+32,24·Vт ккал/кг кл

Тепловой эффект клинкерообразования:

qр = 439,3 ккал/кг кл.

Потеря тепла на испарение воды из сырья:

                                              = ·595                                   (4.40)

 = 0,0152·595 = 9,04 ккал/кг кл.

 Потери тепла с отходящими газами:

=[( + ) + + +( + ) + cв]          (4.41)       

=[(0,986Vт+0,266)0,4535+8,125Vт0,3136+0,196Vт0,3255+

(2,133Vт+0,019)0,3685+5,14Vт0,316]300 = 1641Vт+38,4ккал/кг кл.

Потери тепла с уносом:

                 qв = ηэф·0,289·cпл(  - tпл)+(1 - ɳэф)·0,289·cпл·              (4.42)

qв = 0,98·0,289·0,25·(300 – 45)+(1 – 0,98) ·0,289·0,25·300 = 18,54ккал/кг кл.

0,289 кг/кг кл – количество пыли, уносимой газами из Ι циклона

Потери тепла с клинкером:

                                                qкл = cкл·tкл                                                                 (4.43)

qкл =0,188·110 = 20,7 ккал/кг кл

Потеря тепла с воздухом, выбрасываемым из холодильника:

                                            = ·cв·                                                         (4.44)

 = (2,9 – 9,756 ·Vт)·0,25·180 =130,5–439,02Vт ккал/кг кл

Потери тепла в окружающую среду:

                                        qпот = 152 ккал/кг кл                                          

Из уравнения теплового баланса определяю значение Vт:

8396·Vт+3,8·Vт+14,52+17,99+ 32,24·Vт =

439,3+9,4+1641·Vт +38,4+18,54+20,7+161,8-544,4·Vт+152;

7335,44·Vт = 807,6;

Vт = 0,1101нм3/кг кл 

 Результаты расчётов статей теплового баланса свожу в таблицу 4.5.

Таблица 4.5 Тепловой баланс

Приход тепла

Расход тепла

Наименование ккал/кг кл % Наименование ккал/кг кл

%

1 2 3 4 5

6

Тепло от сгора- ния топлива 924,4 96,2     Теоретическое тепло клинкеро- образования 439,3  

45,7

 

 

Физическое теплосодержание топлива 0,42   0,04     Потери тепла на испарение воды   9,4  

0,98

 

 

Теплосодержание сырья   14,52 1,5     Потери тепла с отходящими га - зами 219,07

22,79

 

Теплосодержание воздуха 21,49 2,24   Потери тепла с уносом

18,54

1,93
             

Продолжение таблицы 4.5 Тепловой баланс

1 2 3 4 5 6
      Потери тепла с клинкером 20,7 2,15
      Потери тепла с воздухом, выб-расываемым из холодильника 101,87   10,6  
            Потери тепла в окружающую среду   152       15,82    
Итого 960,56 100 Итого 960,56 100

 

Удельный расход тепла:

qп = Vт·8394ккал/кг кл

qп = 0,1101·8396= 924,4ккал/кг кл

Физическое теплосодержание топлива:

qф = 3,8·Vт

qф = 3,8·0,1101 = 0,42 ккал/кг кл

Теплосодержание воздуха:

                                qв =17,99+32,24·Vт ккал/кг кл

qв =17,99 +32,24·0,1101 = 21,49 ккал/кг кл

Потери тепла с отходящими газами:

= 1641·Vт+38,4ккал/кг кл

= 1641·0,1101 +38,4= 219,07ккал/кг кл

Потеря тепла с воздухом, выбрасываемым из холодильника:

                     =130,5- 439,02·0,1101= 82,16 ккал/кг кл

 

4.4 Расчет  воздуха на горение и количество отходящих газов

4.4.1 Количество воздуха

на горение:

Vв = 10,27 ·Vт нм3/кг кл

Vв = 10,27·0,1101 = 1,13 нм3/кг кл

первичного (в размере 25%):

= Vв·0,25                                       (4.45)

 = 1,13·0,25 = 0,28 нм3/кг кл

присасываемого через головку печи (4%):

= 0,545·0,1101 = 0,06 нм3/кг кл

вторичного:

                                         = Vв -  -                                                       (4.46)

= 1,13 – 0,28 – 0,06 = 0,79 нм3/кг Кл

избыточного, выбрасываемого из холодильника:

 = 2,9 - 9,756 ·Vт нм3/кг кл

 

 = 2,9 - 9,756·0,1101 = 1,8 нм3/кг Кл

присосанного за печью:

= 5,14·Vт нм3/кг кл

= 4,7·0,1101 = 0,566 нм3/кг кл

 

4.4.1.1 Количество газов на выходе из циклонов Ι ступени

 

углекислоты:

                                                 = ·Vт+                                                     (4.47)

= 0,986·0,1101+0,266 = 0,375 нм3/кг кл

азота:

                                                      = ·Vт                                                              (4.48)

= 8,125·0,1101 = 0,895 нм3/кг кл

избыточного воздуха:

                                             = [ ]·Vт·(  – 1,0)                                             (4.49)

 = 9,3·40,1101·(1,6 – 1,0) = 0,618 нм3/кг кл

водяных паров:

                                                 = ·Vт+                                                       (4.50)

= 2,133·0,1101+0,019 = 0,249 нм3/кг кл

Итого газов за циклоном Ι ступени:

0,375+0,895+0,618+0,249 = 2,137 нм3/кг кл

 

4.4.1.2 Количество газов на выходе из циклонов ΙΙ ступени

 

углекислоты:

                                                 = ·Vт+                                                     (4.51)

= 0,986·0,1101+0,266 = 0,375 нм3/кг кл

азота:

                                                      = ·Vт                                                             (4.52)

                                                      = 8,125·0,1101 = 0,895 нм3/кг кл

избыточного воздуха:

                                             = [ ]·Vт·(  – 1,0)                                             (4.53)

 = 9,34·0,1101·(1,5 – 1,0) = 0,515 нм3/кг кл

водяных паров:

                                                      = ·Vт                                                             (4.54)

= 2,133·0,1101= 0,235 нм3/кг кл

Итого газов за циклоном ΙΙ  ступени:

0,375+0,895+0,515+0,235 = 2,02 нм3/кг кл

4.4.1.3 Количество газов на выходе из циклонов ΙΙΙ ступени

 

углекислоты:

                                                = ·Vт+                                                     (4.55)

 = 0,986·0,1101+0,266 = 0,375 нм3/кг Кл

азота:

                                                      = ·Vт                                                              (4.56)

                                                      = 8,125·0,1101 = 0,895 нм3/кг кл

избыточного воздуха:

                                            = [ ]·Vт·(  – 1,0)                                             (4.57)

 = 9,34·0,1101·(1,4 – 1,0) = 0,412 нм3/кг кл

водяных паров:

                                                      = ·Vт                                                              (4.58)

 = 2,133·0,1101= 0,235 нм3/кг кл

Итого газов за циклоном ΙΙΙ  ступени:

0,375+0,895+0,452+0,235 = 1,957 нм3/кг кл

4.4.1.4 Количество газов на выходе из циклонов ΙV ступени

 

углекислоты:

                                                = ·Vт+                                                     (4.59)

 = 0,986·0,1101+0,266 = 0,375 нм3/кг кл

азота:

                                                      = ·Vт                                                             (4.60)

                                                      = 8,125·0,1101 = 0,895 нм3/кг кл

избыточного воздуха:

                                            = [ ]·Vт·(  – 1,0)                                             (4.61)

 = 9,34·0,1101·(1,3 – 1,0) = 0,309 нм3/кг кл

водяных паров:

= ·Vт                                                                                      (4.62)

= 2,133·0,1101= 0,235 нм3/кг кл

Итого газов за циклоном ΙV  ступени:

0,375+0,895+0,309+0,235 = 1,814 нм3/кг кл

4.4.1.5 Количество газов на выходе из пыльной камеры

 

углекислоты:

                                                = ·Vт +                                                   (4.63)

= 0,986·0,1101 +0,224 = 0,333 нм3/кг кл

азота:

                                                      = ·Vт                                                              (4.64)

                                                      = 8,125·0,1101 = 0,895 нм3/кг кл

избыточного воздуха:

                                            = [ ]·Vт·( – 1,0)                                              (4.65)

9,34·0,1101·(1,2 – 1,0) = 0,206 нм3/кг кл

водяных паров:

                                                      = ·Vт                                                              (4.66)

= 2,133·0,1101= 0,235 нм3/кг кл

Итого газов за пыльной камерой:

 

0,333+0,895+0,206+0,235 = 1,669 нм3/кг кл

4.4.1.6 Количество газов на выходе из вращающейся печи

 

углекислоты:

                                                = ·Vт +                                                   (4.67)

 = 0,986·0,1101 + 0,224 = 0,333 нм3/кг кл

азота:

                                                      = ·Vт                                                             (4.68)

                                                       = 8,125·0,1101= 0,895 нм3/кг кл

избыточного воздуха:

                                             = [ ]·Vт·(  – 1,0)                                             (4.69)

= 9,34·0,1101·(1,1 – 1,0) = 0,103 нм3/кг кл

водяных паров:

                                                      = ·Vт                                                             (4.70)

 = 2,133·0,1101= 0,235 нм3/кг кл

Итого газов за вращающейся печью:

0,333+0,895+0,103+0,235 = 1,566 нм3/кг кл

Результаты расчётов потоков газов в циклонных теплообменниках свожу в таблицу 4.6.

 

Таблица 4.6 Потоки газов в циклонах

Наименование   Едини-ца изме-рения Ι циклон   ΙΙ циклон   ΙΙΙ циклон   ΙV циклон   Пыль-ная ка- мера   Вращ-ающа-яся печь

Количество  газов на выходе из циклонов и печи:

углекислоты, СО2

водяных паров, Н2О

азота, N2

избыточного воздуха

Итого газов

нм3/кг кл

             
    0,375   0,249     0,895   0,618   2,197     0,375   0,235     0, 895   0,515   2,07     0,375   0,235     0, 895   0,412   1,957     0,375   0,235     0, 895   0,309   1,844     0,333   0,235     0, 895   0,206   1,689     0,333   0,235     0, 895   0,103   1,576

 

4.5 Температура газов на выходе из циклонных теплообменников,  пыльной камеры и вращающейся печи

4.5.1 Тепловой баланс Ι циклона

 

Температура газов на выходе из ΙΙ циклона нахожу из теплового баланса циклона Ι ступени.

Расход тепла

Расход тепла на испарение влаги:

 = 9,4 ккал/кг кл.

 

Теплосодержание отходящих газов и пыли:

                            +  = 219,07+18,54=237,61 ккал/кг кл         (4.71)

Потери тепла в окружающую среду:

= 6,0 ккал/кг кл

Тепло, уносимое материалом, определяю следующим образом: принимаю температуру осаждённой в циклоне пыли равной температуре отходящих газов, тогда:

                                                   = 2,6·cпл·                                                          (4.72)

= 2,6·0,25·300 = 195 ккал/кг кл

где 2,6 – количество пыли, осаждённой в Ι циклоне

Общий расход тепла:

 = 9,4+237,61+6,0+195=448,01 ккал/кг кл

Приход тепла

Теплосодержание подсосанного воздуха:

                                           = ( - )·cв·tв                                                       (4.73)

 = (0,618 – 0,515)·0,31·20 =0,6 ккал/кг кл

Теплосодержание сырьевой шихты и возвращаемой пыли:

                                      = эф·0,289·cпл·tпл                                             (4.74)

 = 14,52+0,98·0,289·0,22·45 = 17,1 ккал/кг кл

0,289 - количество пыли, выносимой газами из Ι циклона, кг/кг кл

Тепло, внесённое газами и пылью, определяю по разности:

                                          =   -  -                                                       (4.75)

= 448,01-0,6-17,1=430,31 ккал/кг кл

Температуру газов и пыли на выходе из циклона ΙΙ ступени определяю подбором:

теплосодержание газов и пыли при температуре 5000С:

              = + +  + + ·cпл·         (4.76)

= 0,375·240+0,235·189+0,895·159+0,515·160,5+1,1·0,25·500 =

= 496,9 ккал/кг кл

то же, при 4000С:

= 0,375·185,6+0,235·148,8+0,895·126+0,515·127,2+1,1·0,25·400 =

= 392,9 ккал/кг кл

 = 400+ ·100 = 4360С

 

4.5.2 Тепловой баланс ΙΙ циклона

 

Температура газов на выходе из ΙΙΙ циклона нахожу из теплового баланса циклона ΙΙ ступени.

Расход тепла

Расход тепла на испарение влаги:

 = 9,4 ккал/кг кл.

Теплосодержание отходящих газов и пыли:

                            +  = 219,07+18,54=237,61 ккал/кг кл         (4.77)

Потери тепла в окружающую среду:

= 6,0 ккал/кг кл

Тепло, уносимое материалом, определяю следующим образом: принимаю температуру осаждённой в циклоне пыли равной температуре отходящих газов, тогда:

                                                 = 2,508·cпл·                                                       (4.78)

= 2,508·0,25·436 = 273,4 ккал/кг кл

где 2,508 – количество пыли, осаждённой в Ι циклоне

Общий расход тепла:

 = 9,4+237,61+6,0+273,4=526,4 ккал/кг кл

Приход тепла

Теплосодержание подсосанного воздуха:

                                         = (  - )·cв·tв                                                     (4.79)

= (0,515 – 0,412)·0,31·20 =0,6 ккал/кг кл

Теплосодержание сырьевой шихты и возвращаемой пыли:

 = эф·1,092·cпл·tпл                                      (4.80)

 = 14,52+0,98·1,075·0,22·45 = 24,92 ккал/кг кл

1,075 - количество пыли, выносимой газами из ΙΙ циклона, кг/кг кл

Тепло, внесённое газами и пылью, определяю по разности:

= -  -                                                       (4.81)

= 526,4-0,6-24,92=500,9 ккал/кг кл

Температуру газов и пыли на выходе из циклона ΙΙΙ ступени определяю подбором:

теплосодержание газов и пыли при температуре 6000С:

= +  +  + + ·cпл·                                         (4.82)

= 0,375·292,5+0,235·231,4+0,895·192,1+0,412·194,5+0,983·0,25·600 =

= 554,7 ккал/кг кл

то же, при 5000С:

= 0,375·240+0,235·189+0,895·159+0,412·160,5+0,983·0,25·500 =

= 466,3 ккал/кг кл

 = 500+ ·100 = 5390С

 

4.5.3 Тепловой баланс ΙΙΙ циклона

 

Температуру газов на выходе из ΙV циклона нахожу из теплового баланса циклонаΙΙΙ ступени.

Расход тепла

Расход тепла на испарение влаги:

 = 9,4 ккал/кг кл.

Теплосодержание отходящих газов и пыли:

+  =219,07+18,54=237,61  ккал/кг кл                                     (4.83)

Потери тепла в окружающую среду:

= 7,0 ккал/кг кл

Тепло, уносимое материалом, определяю следующим образом: принимаю температуру осаждённой в циклоне пыли равной температуре отходящих газов, тогда:

 = 2,294·cпл·                                                    (4.84)

 = 2,294·0,25·539 = 309 ккал/кг кл

где 2,331 – количество пыли осаждённой в ΙΙΙ циклоне

Общий расход тепла:

 = 9,4+237,61+7,0+309=563 ккал/кг кл

Приход тепла

Теплосодержание подсосанного воздуха:

 = (  - )·cв·tв                                                (4.85)

 = (0,412 – 0,309)·0,31·20 = 0,6 ккал/кг кл

Теплосодержание сырьевой шихты и возвращаемой пыли:

 = эф·0,983·cпл·tпл                                      (4.86)

 = 14,52+0,98·0,983·0,22·45 = 24,06 ккал/кг кл

0,999 – количество пыли, выносимой газами из ΙΙΙ циклона, кг/кг кл

Тепло, внесённое газами и пылью, определяю по разности:

                                         =  –                                                     (4.87)

= 563 – 0,6 – 24,06 = 538,3 ккал/кг кл

Температуру газов и пыли на выходе из циклона ΙV ступени определяю подбором:

теплосодержание газов и пыли при температуре 7000С:

=  +  +  + +  ·cпл·                                  (4.88)

= 0,375·349,2+0,235·274,4+0,895·226,3+0,309·229,4+0,769·0,25·700 =

= 603,5 ккал/кг кл

 

то же, при 6000С:

= 0,375·292,5+0,235·231,4+0,895·192,1+0,309·194,5+0,769·0,25·600 =

= 515,6 ккал/кг кл

 = 600+ ·100 = 6260С

4.5.4 Тепловой баланс ΙV циклона

 

Температуру газов на выходе из пыльной камеры находим из теплового баланса циклона ΙV ступени.

Расход тепла

Расход тепла на испарение влаги:

 = 9,4 ккал/кг кл.

Теплосодержание отходящих газов и пыли:

+  =219,07+18,54=237,61 ккал/кг кл                                  (4.89)

Потери тепла в окружающую среду:

 = 10,0 ккал/кг кл                       

Тепло, уносимое материалом, определяем следующим образом: принимаем температуру осаждённой в циклоне пыли равной температуре отходящих газов, тогда:

= 1,711·cпл·                                                      (4.90)

= 1,711·0,25·626 =267,8 ккал/кг кл  

где 1,746 – количество пыли, осаждённой в ΙV циклоне

Общий расход тепла:

= 9,4+237,61+10,0+267,8 = 524,8 ккал/кг кл

Приход тепла

Теплосодержание подсосанного воздуха:

= ( - )·cв·tв                                                    (4.91)

= (0,309 – 0,206)·0,31·20 = 0,6 ккал/кг кл

Теплосодержание сырьевой шихты и возвращаемой пыли:

= эф·0,769·cпл·tпл                                        (4.92)

= 14,52+0,98·0,769·0,22·45 = 21,98 ккал/кг кл

0,783 - количество пыли, выносимой газами из ΙV циклона, кг/кг кл

Тепло, внесённое газами и пылью, определяем по разности:

=                                                            (4.93)

= 524,8 – 0,6 – 21,98 = 502,2 ккал/кг кл

Температуру газов и пыли на выходе из пыльной камеры определяем подбором:

теплосодержание газов и пыли при температуре 9000С:

= + +  +                                                                          (4.94)

= 0,333·466,3+0,238·386,9+0,895·296,6+0,206·300,9=568,6 ккал/кг кл

то же, при 8000С:

= 0,333·407,2+0,235·318,7+0,895·261,2+0,206·264,9 = 496,9 ккал/кг кл

= 800+ ·100 = 807  ккал/кг кл

4.5.5 Тепловой баланс пыльной камеры

 

Температура газов на выходе из вращающейся печи находим из теплового

баланса пыльной камеры.

Расход тепла

Расход тепла на испарение влаги:

= 9,4 ккал/кг кл.

Теплосодержание отходящих газов и пыли:

+  =219,07+18,54=237,61  ккал/кг кл                                      (4.95)

Потери тепла в окружающую среду:

= 4,0 ккал/кг кл

Тепло, уносимое материалом, определяем следующим образом: принимаем температуру осаждённой в пыльной камере пыли равной температуре отходящих газов, тогда: 

= 1,565·cпл·                                                     (4.96)

= 1,565·0,25·807 = 315,7 ккал/кг кл

где 1,565 – количество пыли, осаждённой в пыльной камере

Общий расход тепла:

= 9,4+237,61+4,0+315,7 = 566,7 ккал/кг кл

Приход тепла

Теплосодержание подсосанного воздуха:

= ( - )·cв·tв                                                     (4.97)

= (0,206 – 0,103)·0,31·20 = 0,6 ккал/кг кл

Теплосодержание сырьевой шихты и возвращаемой пыли:

=                                                                                         (4.98)

= 14,52 ккал/кг кл

Тепло, внесённое газами и пылью, определяем по разности:

qг.пп =                                                       (4.99)

qг.пп = 566,7 – 0,6 – 14,52 = 551,6 ккал/кг кл

Температура газов и пыли на выходе из вращающейся печи определяем подбором:

теплосодержание газов и пыли при температуре 10000С:

qг.пп =  +  +


Поделиться с друзьями:

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...

Состав сооружений: решетки и песколовки: Решетки – это первое устройство в схеме очистных сооружений. Они представляют...

Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.249 с.