Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
и
о
К
Э"
с 300
cd о
§•200 |юо
cd
g 50 S 0
Н 1 2 3 4 5 6 7 8-10’ ккал/(м2-ч)
Тепловые потери
Рис. 1. Тепловые потери корпусом вращающейся печи: /, 2 и 3 — для температур Окружающего воздуха соответственно 20, 35 и 50 °С (сплошные линии — потери излучения, а пунктирные конвекцией)
17'
515
стенки в окружающую среду, равен для вращающихся печей 25-35 ккал/(м-ч-°С) (104,7-146,5 кДж/(м-ч-°С)).
Для вращающихся печей потери тепла в окружающую среду можно определить по графику рис. 1, рассчитанному для расположения печей в закрытом
помещении в ккал/(м2-ч) в зависимости от температуры корпуса печи. При-
ближенно потери тепла корпусом вращающихся печей в окружающую среду при мокром способе производства составляют:
еюр = (0,628+0,837)5, кДж/ч, (59)
печи с концентраторами шлама
еюр = (0,5+0,59)5, кДж/ч.
При сухом способе, где В — расход топлива, кг/ч или нм /ч:
2юр = (0,63+1,256)5, кДж/ч. (60)
Приближенное определение расхода топлива. Для приближенного определения расхода топлива обычно пользуются практическими данными удельного расхода тепла или удельного расхода условного топлива на обжиг клинкера. Кроме того, можно воспользоваться некоторыми эмпирическими формулами, характеризующими зависимость расхода топлива от размеров печи, влажности шлама и других факторов.
Если известен удельный расход тепла на обжиг q, ккал/кг клинкера, то
В = PJQJ, нм3/ч (кг/ч), (61)
где Р — производительность печи, кг/ч.
Удельный расход тепла на обжиг цементного клинкера во вращающихся печах можно определить по формуле Д. Я. Мазурова:
, 2±GAW
q = 10 ——, ккал/кг, (62)
где G. — расход сухого сырья с учетом безвозвратного уноса, кг/кг; AW — поправка на влажность шлама;
AW = —~3— (63)
100-w
w — влажность сырьевой смеси, %; D — диаметр печи по кожуху, м.
Расход топлива можно определить по тепловой мощности печи, которая по исследованиям А. Н. Иванова составляет в среднем:
Q = 1 ,Ш3 Мкал/ч.
516
Тогда
s 1,1-ЮЬРЪ „..з
нм /ч (кг/ч).
(64)
Пример расчета теплового баланса вращающейся печи
Размеры печи 4,5x170 м. Производительность 50000 кг/ч. Топливо — при-
3 3
родный газ с gH = 8475 ккал/нм (35485 кДж/нм ). В составе сырьевой шихты: СаО — 42,9 %; MgO — 1,4 %; А1203 — 3,6 %; п.п.п. — 38,0 %. Влажность шлама — 38 %.
Тепловой баланс печи.
Приход тепла Химическое тепло горения топлива по формуле (38)
бгор = 65 = 35485 кДж/ч, (64')
где В — расход топлива в нм3/ч.
Физическое тепло воздуха по формуле (40).
Считаем, что весь воздух, необходимый для горения, поступает в печь из холодильника с температурой 400 °С, тогда с учетом данных рис. 2:
бвоз = L1KB = 11,48-128,0-4,187 = 61555 кДж/ч,
(физическое тепло природного газа не учитывается).
Ра сход тепла Расход тепла на нагрев материалов по формуле (42):
О = Pet -Р ct = 50000-0,252-1250- 1,62-50000-0,25-15 =
•^М ККШНН 7 7 *
= 15417000 ккал/ч (64550980 кДж/ч),
где tK = 1250 °С — температура клинкера при выходе из печи; ск = 0,252 ккал/ (кг-°С); /и = 15 °С; сн = 0,25 — теплоемкость сухого сырья, ккал/(кг-°С); 1,62 — расход сухого сырья при п.п.п. = 38 %, кг/кг клинкера.
Расход тепла на испарение влаги. При относительной влажности шлама w= 38 % количество испаряемой влаги находим по формуле (43):
Рш = ———Р = 1,62 кг/кг.
100-38
517
При температуре уходящих газов t - 200 °С по формулам (43') и (44) нахо-
дим:
3R
Wnn = 1,62 • 50000-------= 49700 кг/ч,
100-38
виси
f 121 Л
600 + —----------15
0,804
49700 = 33600000ккал/ч (140683200 кДж/ч),
где 72,7 — теплосодержание водяных паров при t = 200 °С.
Расход тепла на клинкерообразование. Приближенно тепловой эффект клинкерообразования можно подсчитать по формуле (45), или по методике, изложенной Е. И. Ходоровым. Данный расчет не приводим. Допустим, что
i = 758 кДж/кг, тогда по формуле (46) находим потери тепла с уходящими продуктами разложения.
Qk = iP = 1758-50000 = 87927000 кДж/ч.
При содержании в шихтовых материалах СаО = 42,9 % (в составе СаС03) и MgO = 1,4 % (в составе MgC03) по формуле (49):
( 42 9 14 ^
а„с=Рш °>4------- + 0,55-— 1С0 =1,62-50000-0,179-85,4 = 1238000 ккал/ч
д Ч юо iooJ 2
(5183506 кДж/ч).
Тепло, уносимое гидратной влагой, определяется по формуле (50). Для этого количество выделенного С02 находим по формуле (47):
С02 = 0,786-42,9 +1,09-1,4 = 35,22 %
тогда
16 0 — 22 72 7
егид„ = 1,62 • 50000 • ’ ’--------= 203000 ккал/ч (849960 кДж/ч).
вдр 100 0,804
Потери тепла с уносом. Принимаем общий унос сухого материала 10 %, из него 80 % возвращается в печь при температуре 50 °С. Степень полноты декарбонизации уноса принимаем 50 %. См. формулы (51) и (52).
Возвращается обратно в печь. По формуле (5 Г) определим унос пыли из печи:
Учитывая, что из нее 80 % возвращается обратно в печь, возврат составит:
G ' = 0,8-6540 = 5230 кг/ч.
ун 7
Расход тепла на декарбонизацию и дегидратацию уноса, выбрасываемого в атмосферу, по формуле (52):
gyn = 6540-0,253(200 - 15) - 5230-0,253-50 = 240000 ккал/ч (1005000 кДж/ч). Продукты дегазации уноса, уходящие с дымовыми газами, по формуле (53): бунд = 0,2-6540-(5,68-3,6 + 7,08-42,9 + 4,06-1,4) = 431000 ккал/ч (1804600 кДж/ч). Общие потери тепла с уносом:
