Материальный баланс цементной вращающейся печи.

Задание

 

    Теплотехническая эффективность замены барабанного холодильника на колосниковый на Паранайском цементном заводе.

 

Исходные данные для расчета.

Сырьё – извесняк

Производительность печи =10 т/ч

Размеры печи 2,90х2,44х56

 

Топливо – уголь

 

Wг	Aг	Sсб, %	Сг	Нг	Nг	Oг	Sг	Vг	α
2,7	30	0,5	84,0	5,2	1,4	8,7	0,7	35	1,15

 

Q_тп=21000

 

Химико-минералогический состав.

С₃S=50%

C₂S=23%

C₃A=10%

C₄AF=12%

 

%Al₂O₃ = 3,73

ПППс = 34,4

 

 

 

Введение.

    Наиболее распространёнными холодильниками клинкера являются рекуператорные (планетарные), колосниковые и барабанные (трубные). Известны и другие виды холодильников, но масштабы их применения в промышленности менее значительны.

    В этой работе предлагается замена барабанного холодильника на колсниковый на Паранайском цементном заводе.

    Барабанный (трубный) холодильник представляет собой метал­лический барабан диаметром 2,5—6,0 м и длиной 20—100 м, вра­щающийся на бандажах и опорных роликах с частотой 3—6 об/мин. Кожух холодильника обычно, имеет такой же диаметр, что и кожух печи. Привод барабана, так же как и привод вращаю­щейся печи, состоит из электродвигателя, редуктора, венцовой и подвенцовой шестерен. Угол наклона барабана к горизонту равен 4— 6°. Горячая часть барабана отфутерована шамотным кирпичом или чугунными плитами. На остальной части корпуса барабана в шах­матном порядке установлены лопасти (швеллеры), которые пересыпают клинкер и способствуют увеличению поверхности теплообме­на. Мелкий клинкер после выхода из печи просыпается через ре­шетку, а крупные его куски направляются в дробилку. Загрузочное устройство холодильника выполнено в виде керамической шахты с наклонным дном. Места соединения шахты с головкой печи и ба­рабаном холодильника уплотняются. В барабанном холодильнике клинкер охлаждается с 1273—1373 до 373—573 К. Охлаждающий воздух, нагреваемый до температуры 773—873 К, используется в качестве вторичного воздуха.

Барабанный холодильник у печи с циклонными теплообменни­ками производительностью 1800 т/сут имеет диаметр 4,6 м и длину 50 м, угол его наклона 4,5°, а частота вращения 2,4 об/мин. Он эф­фективно работает, если футерован огнеупорной массой на 70— 80% своей длины, а на участке между 16 и 28 м в нем устаиовлены литые лопатки и далее до конца холодильника —лопатки из сталь­ного листа. Вместо лопаток можно устанавливать ковши из жа­ростойкого литья. Для понижения температуры клинкера до 423— 473 К необходимо впрыскивание воды внутрь барабана при расходе ее около 3 м³/ч. Барабанный холодильник не оборудуется дро­билкой, так как крупные зерна клинкера разбиваются при пересы­пании. Преимуществами барабанных холодильников являются простота конструкции и надежность в эксплуатации, отсутствие из­быточного воздуха, относительно низкий расход электроэнергии. К. недостаткам холодильника относится недостаточно строго регу­лируемое количество вторичного воздуха, большая его запылен­ность, что ухуджает видимость в печи, необходимость установки вращающихся печей на высоких фундаментах, Недостаточно вы­сокая стойкость пересыпающих лопаток и полок. Возможный пере­грев нефутерованного корпуса холодильника до 523—673 К частич­но устраняется путем орошения его водой. Барабанные холодиль­ники распространены недостаточно широко.

Колосниковые холодильники различных конструкций работают по одному и тому же принципу — охлаждение клинкера осущест­вляется присасыванием воздуха сквозь его слой. Колосниковые хо­лодильники имеют колосниковую решетку, состоящую из отдельных колосников — палет, на которой слоем толщиной 150—300 мм рас­пределяется горячий клинкер. Холодный воздух подается под ре­шетку и проходит слой клинкера, охлаждая последний до 333— 353 К.

В промышленности применяют колосниковые холодильники не­которых марок, отличающиеся один от другого некоторыми кон­структивными особенностями.                                                                                                                                                                                                                                                                     

В холодильниках «Волга» и «Фуллер» горизонтальные колос­никовые решетки изготовлены из одинакового количества чередую­щихся подвижных и неподвижных колосников Решетка   заключена в металлический кожух, верхняя часть которого отфутерована шамотным огнеупором. Неподвижные колосники ре­шетки прочно закреплены в кожухе, а подвижные смонтированы на общей раме и совершают возвратно-поступательное движение с помощью кривошипно-шатунного механизма, благодаря чему осу­ществляется продвижение клинкера, лежащего на решетке слое толщиной 150—300 мм. Рамы совершают 8-16 движений в мину­ту при величине хода до 100 мм. Зазор между плитами достигает 5—8 мм, а живое сечение всей решетки—10%. Подрешеточное пространство разделено на две, три зоны и более в зависимости от габаритов холодильника. В секции камеры подается холодный воздух, наиболее горячая часть которого (из 1-й секции) используется в качестве вторичного воз­духа, а остальная часть (из двух секций отводится наружу. Для резкого охлаждения клинкера и равномерного распределения его на решетке применяют острое дутье воздуха высокого давле­ния или ступенчатую наклонную решетку. В разгрузочном конце холодильника установлены решетка или грохот, отсеивающие нор малыше зерна клинкера и направляющие крупные зерна в дро­билку. Под колосниковой решеткой установлен скребковый, транспортер для удаления мелких фракций клинкера, просыпавшихся через зазоры между колосниками.

Одной из наиболее изученных в настоящее время схем является совмещение колосникового холодильника с шахтно-секционным хо­лодильником. Клинкер охлаждается от 1623 до —673 К в колосниковом холодильнике, при этом весь охлаж­дающий воздух поступает в печь. Затем клинкер проходит дробилку предварительного дробления и подается во второй холодильник, представляющий собой систему шахтных секций, в которые горя­чий клинкер загружается сверху с помощью элеватора, скребко­вого конвейера и поворотных заслонок. Клинкер движется по шах­там вниз со скоростью 2,5—3 см/мин и проходит их за 2—3 ч. Выгрузка клинкера с температурой 343—353 К синхронизирована с нагрузкой. Холодный воздух низкого давления., по специальным трубопроводам, проходящим в шахтах-секциях, подается сверху вниз и нагревается до 333—373 К, после чего направляется в ко­лосниковый холодильник. Так как воздух не контактирует с клин­кером, то он не содержит пыли и понуждается в очистке.

Экономичен также двойной просос охлаж­дающего воздуха через слой клинкера в разных камерах. В этом случае температура подогрева вторичного воздуха может дости­гать 1073—1173 К.

К недостаткам колосниковых холодильников относят то что они имеют сложную конструк­цию и много движущихся частей, часто выходящих из строя. При охлаждении мелкого клинкера значительная часть его просеивается через отверстия между колосниками и перегружает скребковый транспортер, что вызывает остановку агрегата. Однако они харак­теризуются высокой  удельной производительностью [800— 900 кг/(м².ч)] и глубоким (до 323—353 К) охлаждением клинкера. В связи с тем что найдены способы уменьшения, степени влияний отмеченных недостатков, в последнее время стали проектироваться колосниковые холодильники как средней, так и большой (3000 -10000 т/сут) производительности.

 

1. Расчет горения топлива.

W­P	Ap	Сp	Нp	Np	Op	Sp
2,03	22,6	63,3	3,92	1,06	6,56	0,53

 

1.1 Теоретический объемный и массовый расход воздуха.

L_в⁰ = 0,0889 ∙ С^p +0,265 ∙ Н^p + 0,333(O^p - S^p) = 0,088∙63,3 + 0,265 ∙ 3,92 + 0,0333(6,56 – 0,53)=6,465 [нм³/кг. т.]

m_в⁰ = 1,293 ∙ L _в⁰ = 1,293 ∙ 6,465 = 8,359 [кг/кг т.]

1.2  Действительный расход воздуха

L_в^д = α∙L_в⁰ = 1.15 ∙ 6,465 = 7,435 [нм³/кг. т.]

m_в⁰ = α ∙ m_в⁰ = 1.15 ∙ 8,359 = 9,613 [кг/кг т.]

1.3 выход продуктов горения

L_CO2 = 0,0186 ∙ C^p = 0,0186 ∙ 63,3 = 1,117 [нм³/кг. т.]

L _Н2О = 0,112 ∙ Н^p + 0,0124 ∙ W­^P = 0,112 ∙ 3,92 + 0,0124∙ 2,03 = 0,464 [нм³/кг. т.] 

 

L _N2 = 0,79 ∙ L_в^д + 0,018 ∙ N^p =0,79 ∙ 7,435 + 0,08 ∙ 1,06 = 5,958 [нм³/кг. т.]

 

L _SO2 = 0,007 ∙ S^p = 0,0075 ∙ 0,53 = 0,0037 [нм³/кг. т.]

L _O2 = 0,21 ∙ (α – 1) ∙ L_в⁰ = 0,21 ∙ (1,15 – 1) ∙ 6,465 = 0,204 [нм³/кг. т.]

 

Lп.г.= 1,117 + 0,464 + 5,958 + 0,0037 + 0,204 = 7,807 [нм³/кг. т.]

 

m _CO2 = 1,977 ∙ L_CO2 = 1,977 ∙ 1,177 = 2,327 [кг/кг. т.]

 

m _Н2О = 0,805 ∙ L_Н2О = 0,805 ∙ 0,464 = 0,374 [кг/кг. т.]        

 

m _N2 = 1,251 ∙ L _N2 = 1,251 ∙ 5,958 = 7,453 [кг/кг. т.]

 

m _SO2 = 2,928 ∙ L _SO2 = 2,928 ∙ 0,0037 = 0,011 [кг/кг. т.]

 

m _O2 = 1,429 ∙ L _O2 = 1,429 ∙ 0,204 = 0,292 [кг/кг. т.]

 

m п.г.= 2,327 + 0,374 + 7,453 + 0,011 + 0,292 =10,457 [кг/кг. т.]

 

 

Таблица 1. Материальный баланс горения топлива.

 

Приход материалов	Количество	Выход материалов	Количество
	кг		кг
Топливо:     Воздух действительный	1   9,613	1. Углекис-лый газ 2. Водяные пары 3. Азот 4. Сернистый газ 5. Кислород 6. Ар	2,327   0,374   7,453 0,011   0,292 0,226
Итого:	10,613	Итого:	10,683

 

Невязка:

  100% ∙ (G_пр – G_рас) / G_max = 100% ∙ (10,613– 10,683) / 10,683= 0,65%

 

 

Материальный баланс цементной вращающейся печи.

 

12Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: