Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Расчет теплового баланса вращающейся печи





 

Прежде чем приступить к расчету теплового баланса печи, необходимо произвести дополнительные вычисления, результаты которых понадобятся в дальнейшем. В качестве топлива для печей могут использоваться мазут, природный или попутный газ. При расчете процессов горения определяют количество воздуха, необходимого для полного сжигания топлива и количество образующихся продуктов горения. Процесс горения рассчитывают независимо от количества сжигаемого топлива, поэтому количество воздуха, необходимое для горения, и объем дымовых газов, образующихся в результате сжигания топлива, определяют на единицу массы жидкого топлива и на единицу объема газообразного топлива, т.е. выражают в нм³/кг или нм3 /нм3 топлива. Рассмотрим примеры расчета жидкого топлива- мазута.

Расчет горения мазута

 

Таблица. Мазут имеет горючую массу следующего состава, %:

Cr Hr Sr Nr Or
87,2 11,7 0,5 0,4 0,2 100

 

Содержание золы Ar= 0,1%, содержание влаги Wr= 2%.

Произведем пересчет горючей массы топлива на рабочую:

 

;

 и т. д.;


 

Sp=0,49; Np=0,39; Op=0,19.

 

Таблица. Состав рабочего топлива, % по массе:

Cр Hр Sр Nр Oр Ар Wр
85,4 11,45 0,49 0,39 0,19 0,2 2 100

 

Теплоту сгорания топлива определяем по формуле(1):

 

 

Теоретически необходимое для горения количество сухого воздуха при коэффициенте избытка  определяется по формуле:

 

 

Где Ср, Нр, Ор, Sр - содержание в рабочем топливе соответствующих элементов, %.

 

 

Атмосферный воздух содержит некоторое количество влаги, которое можно выразить влагосодержанием d г/кг сухого воздуха. Поэтому объем влажного атмосферного воздуха будет больше, чем рассчитанный выше. Для подсчета количества влажного атмосферного воздуха со значением d=10 г/кг сухого воздуха воспользуемся формулой:

 


 

Действительное количество воздуха при коэффициенте избытка в корне факела :

Сухого воздуха ;

Атмосферного воздуха



Количество и состав продуктов полного горения при коэффициенте находим по формулам:

 

 

Всего сухих газов:

 

 

Общее количество продуктов горения при :

 

 

Процентный состав продуктов горения при :

 

;


 

;

;

;

.

 

Таблица 1 - Материальный баланс процесса горения мазута

 

Приход тепла

1.  От горения топлива

 

кДж,

 

где В- часовой расход топлива, м 3 или кг.

2.  Тепло, вносимое топливом:

 

кДж,

 

где Ст- удельная теплоемкость топлива, кДж/кг*К; tT- температура топлива, поступающего на горение, ◦С; tT=75 ◦С.

Удельная теплоемкость определяется по формуле:

для мазута

Ст=4,2(0,415+0,0006 tT)=4,2(0,415+0,0006 75)=1,932, кДж/кг*К.

3.  Тепло, вносимое сырцом:

 

кДж,

 

Где GC- масса сырца:

 

кДж;

 кг/м3;

 

СС- удельная теплоемкость сырца, кДж/кг*К:

 

 кДж/ кг*К.

4.  Физическая теплота воздуха, подаваемого на горение:

 

 кДж,

 

где СВ- удельная теплоемкость воздуха, равная 1,344 кДж/м3*К;

- теоретический объем воздуха, необходимый для горения 1м3 или 1 кг топлива. Принят из расчета горения топлива для ; tВ- температура воздуха, подаваемого на горение. Принята tВ=200◦С.

5.  Физическая теплота воздуха, подсасываемого через неплотности головки печи:

 


 

кДж,

 

Где ’- коэффициент избытка воздуха со стороны выгрузки печи, обычно принимают 1,4…1,5.

6.  Физическая теплота вторичного воздуха, поступающего в печь из холодильника:

 

кДж,

 

Где - температура воздуха, выходящего из холодильника, равная 150…180оС.

Расход тепла

1.  На испарение влаги из сырца

 

кДж,

 

Где 2499- скрытая теплота парообразования воды при 0 оС, кДж/кг; - часовая производительность печи по обожженному керамзиту, кг; - объем воды, выделяющейся при обжиге сырца, приходящегося на 1 кг керамзита, кг.

Определяем . При насыпной плотности керамзита =450 кг/м3 и производительности печи 12,66 м3

 

= 450 12,66=5697 кг/ч,

= ,


 

Где - расход абсолютно сухой глины на 1 кг обожженного керамзита.

 

кг/кг.

 

Расход сырца на 1 кг обожженного керамзита

 

кг/кг,

 

Тогда =1,17-1,083=0,087кг/кг керамзита.

2.  На химические реакции:

. На разложение СаСО3.

 

кДж,

 

Где 1587,6- эндотермический эффект декарбонизации СаСО3, кДж/кг.

 

; ,

 

Где СаО- содержание оксида кальция в глине, %;

моль СаСО3; СаО- 56.

 

.

 


; ,

 

Где MgО- содержание оксида кальция в глине, %;

,32- моль MgCO3, 40,32- моль MgO.

 

.

 

2.2. Дегидратация глинистых материалов:

2.3.  

кДж,

 

Где 6720- эндотермический эффект дегидратации глинистых материалов, кДж/кг; - расход тепла на дегидратацию глинистых материалов.

 

,

 

2.4. Плавление силикатной массы:

2.5.  

кДж,

 

Где 315 кДж- удельный расход теплоты на образование стекловидной фазы, отнесенной к 1 кг обожженного керамзита.


 

Общий расход тепла на химические реакции

 

кДж.

 

3.  Потери тепла с керамзитом на выходе из печи:

 

кДж,

 

Где tK- температура керамзита на выходе из печи, оС, Ск- удельная теплоемкость обожженного керамзита при температуре tK, кДж/кг*К, вычисляется по формуле

 

 кДж/кг*К.

 

4.  Потери тепла в окружающую среду

 

кДж.

 

Потери тепла в окружающую среду можно принимать в размере 20% от теплоты горения топлива.

5.  Потери тепла с отходящими газами.

5.1. С физической теплотой продуктов горения

 

кДж,

 

Где - объем продуктов горения на 1 м3 или 1 кг топлива при принимают из расчета горения топлива;


 

С ог- удельная теплоемкость отходящих газов при их температуре на выходе из печи. Определяют по формуле:

 

кДж/куб.м*К.

 

. С физической теплотой водяных паров гигроскопической и химически связанной влаги:

 

кДж

 

. С физической теплотой:

 

кДж,

 

Где - расход тепла с летучими органическими веществами. Определяется по формуле:

 

 

Где - удельная теплоемкость метана при температуре отходящих газов.

. С физической теплотой СО2, образовавшегося при разложении карбонатов:

 

кДж,

 

Общие потери тепла с отходящими газами:


 

 

. Потери тепла с химическим недожогом топлива:

 

кДж,

 

Где Х- потери тепла с химическим недожогом топлива.

Общее уравнение теплового баланса вращающейся печи за 1 ч работы:

 

40726,77В+144,9В+506357,07+3398,44В+130,7В+650,64В=1238601,86+ +3704588,41+5257630,27+8145,35В+7952,99В+1545060,51+407,26В;

,85В=11239523,98;

 

Откуда часовой расход газа В=393,74 м3.

 

кДж.

 кДж.

 кДж.

 кДж.

 кДж.

 кДж.

 кДж.

 кДж.

 

 

Таблица 2. Сводный тепловой баланс

Приходные статьи

Количество теплоты

Расходные статьи

Количество теплоты

  кДж кДж на 1 кг керамзита % к итогу   кДж кДж на 1 кг керамзита % к итогу
От горения топлива 16035758,42 2908,23 88,23 На испарение влаги 1238601,86 217,41 6,78
Физ. теплота: топ. 57052,93 10,01 0,31 На химические реакции 3704588,41 650,27 20,3
сырца 506357,07 88,9 2,69 Потери тепла с керамзитом на выходе из печи 5257630,57 922,87 28,82
воздуха, подсас. на горение 1338101,76 234,88 7,13 Потери тепла в окружающую среду 3207150,1 562,95 17,57
воздуха, подсасыв. в печь 51461,82 9,03 0,27 Потери тепла с отходящими газами 4676470,79 820,86 25,63
воздуха втор., пост. из холодильника 256182,99 44,97 1,36 Потери тепла с химическим недожогом топлива 160354,55 28,15 0,88
ИТОГО 18244914,99 3296,02 100 ИТОГО 18244796,28 3202,51 100

 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2020 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.