Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Таблица 4.59
Расходная часть теплового баланса по энтальпнн продуктов при обжиге известняка во вращающейся печи размером 104x3 м с внутренними теплообменными устройствами по варианту 4 и с футеровкой 230 мм (расчет проведен для 1 кг обожженного продукта)
Расход тепла
Статья расхода кДж/кг продукта ккал/кг продукта %
Испарение воды и ее нагревание до 502 °С 98 23,4 2,9
Физическое тепло продукта после его охлаждения в холодильнике 29 6,9 ' 0,9
Диссоциация карбоната 1552 340,7 46,1
Нагревание выделенного углекислого газа до 502 °С 190 45,3 5,6
Физическое тепло пыли 119 28,5 3,5
Тепловые потери холодильника 47,4 11,3 1,4
Тепловые потери печи 458 109,3 13,6
Физическое тепло уходящих газов 876 209,2 26,0
Итого 3369 804,6 100,0
Таблица 4.60
Эффективность внутренних теплообменных устройств.
Сопоставление вариантов оснащения печи 104x3 м
Вариант Производительное ть по продукту, т/ч Температура отходящих газов, °С Энтальпия расходной части теплового баланса, кг у.т./т продукта
футеровка 152 мм футеровка 230 мм
1 16,3 780 160 154
2 17,6 735 149 144
3 20,7 585 128 124
4 22,7 502 118 115
350
2.3.3- Влияние кольцевого порога на движение и теплообмен шихты (приближение весьма протяженного порога)
Если принять подпорный кольцевой порог весьма протяженным вдоль оси, то поверхность слоя шихты над порогом не имеет дополнительного наклона к горизонту по сравнению с осью печи. Такой предельный случай поддается расчету сравнительно легко. Ниже слова “перед” и “после” используются по ходу движения шихты. Величины до установки порога имеют индекс “0”, над порогом — “п”, непосредственно перед порогом —
В расчете задаются пять величин: h( ' — высота кольцевого порога над футеровкой; Н0' или 'Р,, — стрелка сегмента или коэффициент заполнения печи до установки порога; D — внутренний диаметр до установки порога; а — угол наклона оси печи к горизонту; Р — динамический угол откоса шихты. Используются следующие допущения: сечение слоя шихты имеет вид сегмента; порог весьма протяжен по длине печи, и, следовательно, угол между линией горизонта и поверхностью шихты в продольном сечении равен а; физические свойства шихты в передпороговой и надпороговой зонах после установки порога одинаковы: движение шихты установившееся.
В результате расчета определяются: Нп' — стрелка сегмента шихты над порогом, определяющая сужение газового потока; Н,', к, — стрелка сегмента, коэффициент заполнения, уменьшение скорости поступательного движения шихты непосредственно перед порогом; L,' — глубина влияния порога; т/т0 — увеличение времени пребывания шихты перед порогом.
По формулам #0 = (?>/2)[1 - cos(cp0/2)] или = (ср0 - sin %)/2п вычисляется центральный угол ср0, опирающийся на сегмент шихты, а затем длина хорды сегмента lQ' = Z)sin((p0/2). Из условия постоянства производительности
G = VntfpwlA, (4.363)
с учетом формулы для скорости поступательного движения шихты
4n ^ sin3(m/2) sina .. .,
w = a—Dn--------^—- (4.364)
3 ф-sinq) д/sin213-sin2 a
получаем соотношение:
t = Z)3sin3(9/2) = const
и равенство
ln' = l0' = (D~2h0')sin(%/2), составляющее важное звено расчета.
351
В записанных формулах р — насыпная плотность, кг/м3; п — скорость вращения печи, об./с; а — безразмерный коэффициент, учитывающий инерционное перемещение шихты после ее скатывания к основанию слоя.
Ниже используются безразмерные величины h0 = h^/D\ Н0 = HQ'/D; Нп = Нп’/ D; /„ = /„ = /<//?>; L, = L,'/D, что позволяет сократить число аргументов на единицу-
Из формулы
ln = l0 = sin(90/2) = (1 - 2A0)sin(9n/2) находятся угол фп и затем искомая стрелка сегмента над порогом
Я =(0,5-й0)[1-со8(Фп/2)].
Непосредственно перед порогом
Н, = Нп + h0 = [1 - соз(ф,/2)]; I, = sin^,/2); = (ф, - sin <р„)/2я.
Из формулы (4.363) следует
к, = w,/w0 = 'Р0ЛР„.
Для упрощения расчетов построена номограмма (рис. 4.139), позволяющая определить к,.
Задаваемые значения Н0, /0 имеют верхние пределы, соответствующие
значению /п = 1 - 2h0, при котором /, = 0,5. В случае превышения этого предела сечения над порогом и перед ним быстро заполняются материалом и печь “захлебывается”. Это явление объясняется непрерывным уменьшением, согласно
формуле (4.364), скорости wn с ростом заполнения. Вначале падение скорости компенсируется ростом коэффициента Тп (см. формулу (4.363)). Затем производительность падает. Экстремумы производительности определяются из соотношения
----ос sin —cos— = 0.
dq>„ 2 2
Рис. 4.139. Номограмма для определения уменьшения скорости поступательного движения шихты непосредственно перед порогом по сравнению со значениями CKO-0, 1 0,2 0,3 Н0 рости до установки порога
352
При фп = 0 и фп = 2п получаются минимумы, а при фп = п — максимум. Каждому значению /0 < (/0)тах соответствуют два значения хорды /п. При предельных значениях = 'Р, = 0,5 получаем
(%)max =—[arcsinfl - 2/г0) - 2(1 - 2h0)Jh0(l-h0)\
Л
с ограничением hQ < 0,5. Соответственно
(Яо)тах = °’5П - cos(arcsin( 1 - 2h0))l
На рис. 4.139 этому уравнению соответствует штриховая линия, ограничивающая номограмму.
