Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
еунднс = 0,1-0,5бдис = 0,05-1238000 = 62000 ккал/ч (260000 кДж/ч).
бунГВДР = 0,1-0,5-203000 = 10150 ккал/ч (42498 кДж/ч).
Потери тепла с уходящими продуктами горения. Объем продуктов
О 06 = 240000 + 431000 + 62000 + 10150 = 743150 ккал/ч,
^ун 7
горения V = BVa нм3/ч; F = 12,5 нм3/нм3 (см. расчет горения природного газа). Теплосодержание уходящих дымовых газов определяется по i—t диаграмме при t = 200 °С
i =65,8 ккал/нм3.
ДЫМ 7
Тогда по формуле (54)
Qmu = 12,5-65,85 = 822В ккал/ч (34425 кДж/ч).
Потери тепла через кладку в окружающую среду. Потери тепла в окружающую среду корпусом вращающихся печей зависят от толщины футеровки, вида огнеупоров, применяемых для футеровки, величины слоя тепловой изоляции и температур в печи.
Для подсчета общих тепловых потерь печь по длине разбивают на отдельные участки.
Рассмотрим потери тепла в окружающую среду для зоны высоких температур. Средняя температура на рассматриваемом участке внутренней поверхности футеровки t = 1330 °С. Футеровка хромомагнезитовая — 200 мм и слой изоляции из шамота — 40 мм. Температура окружающего воздуха /в = 20 °С. Для печи D = 4,5 м отношение D Ю = 4,5/4,02 = 1,12 < 2; поэтому расчет
нар вн
ведем, как для плоской стенки, по формуле (58)
519
Ол =
r s, s2 s, 1 л~’
—+—+—+—
^“2 ^3 ав J
(h-Q.
Находим тепловые сопротивления слоев, предварительно задавшись средними температурами материалов для нахождения коэффициентов теплопроводности (?ср1 = 0,8-1330 = 1060 °С; Гср2 = 530 °С).
Коэффициент теплопроводности стали принимаем: Х3 = 40 ккал/(м-ч-°С). Коэффициент теплоотдачи принимаем ав = 30 ккал/(м2-ч-°С).
S,/l1 = 0,2/2,53 = 0,079; S2/X2 = 0,04/0,9 = 0,445;
SJX, = 0,04/40 = 0,001; 1/а = 1/30 = 0,0333.
3 3 7 в 5
Тогда проверим средние температуры на границе слоев кладки:
к =------------------------------= 6,34 ккал/(м2-ч-°С);
0,079 + 0,045 + 0,001 + 0,0333
Qm = 6,34-(1330 - 20) = 8300 ккал/(м2-ч); t2 = 1330 - 8300-0,079 = 674 °С; /ср1 = (1300 + 674)/2 = 1002 °С; t3 = 674 - 8300-0,045 = 304 °С; /ср2 = (764 + 304)/2 = 489 °С. Температура корпуса печи
/4 = 304 - 8300-0,001 = 296 °С.
Тепловые потери корпусом печи в окружающую среду определяют по графику (рис. 1).
Потери тепла излучением 6100 ккал/(м2-ч).
Потери тепла конвекцией 1700 ккал/(м2-ч).
Всего 7800 ккал/(м2-ч).
Отсюда находим коэффициент теплоотдачи (для закрытых помещений): Q = ав(/4 - /в) или 7800 = ав(296 - 20), тогда а = 28,2 ккал/(м2-ч-°С) (118 кДж/(м2-ч-°С)*.
*
При увеличении скорости движения воздуха до 4 м/с коэффициент теплоотдачи от кор iyt i
печи в окружающую среду возрастает до 30-35 ккал/(м -ч-°С), при скорости 8 м/с ав = 35-3 ккал/(м2-ч-°С).
520
Теплоотдающая поверхность печи при расчете с помощью графика (рис. 3) аружная Fh = л-4,5 = 14,1 м2/пог ностью через стенку — средняя
наружная Fh = л-4,5 = 14,1 м2/пог.м3, а при расчете потерь тепла теплопровод-
D1 + А 4,5 + 4,02 , ~ , 2,
F. =л/—--------— = 3,14-----------= 13,4 м/пог.м.
ср 2 2
Потери тепла в окружающую среду на 1 м длины печи для рассматриваемой зоны:
б0кр = 8300-13,4 = 111000 ккал/(м-ч); б0кр “7800-14,1 = 110000 ккал/(м-ч) (460570 кДж/(м-ч)).
Общие потери тепла в окружающую среду корпусом печи можно рассчитать с помощью графика (рис. 1) при найденных средних температурах корпуса печи на каждом участке (зоны).
При средней температуре tcpKop =210 °С, считая на всю печь, потери тепла составляют излучением 3100 ккал/(м2-ч) и конвекцией 1000 ккал/(м2-ч), в сумме 4100 ккал/(м2-ч). Тогда
0окр = 4100-14,1-170 = 9820000 ккал/(м-ч).
Уравнение теплового баланса:
Q = Q ;
^прих ^расх’
84755 + 14705 = 15417000 + 33600000 + 21000000 +
+ 1238000 + 203000 + 743150 + 8225 + 9820000
Отсюда:
В = 82021150/9123 = 9000 нм3/ч.
Удельный расход тепла, внесенного топливом, см. формулу (64'),
q = BQJP = (9000-35485)/50000 = 6387 кДж/нм3.
Удельный расход условного топлива, при теплоте сгорания условного топлива 29310 кДж/кг:
Ъ = (6387-100) = 29310 = 21,79 %. По приближенной формуле Мазурова:
521
1ЛзГ2 + 1,646-0,0484^ 1ме . п . .
д = 10 ----------5^------- = 1535 ккал/кг (6427 кДж/кг),
V ^,5 j
где G = 1,62 + 0,062 = 1,646 кг/кг кл. — расход сухого сырья с учетом безвозвратного уноса;
В данном случае по расчету теплового баланса (табл. 2) был определен расход топлива. Однако с помощью теплового баланса печи можно определить и другие величины, например, температуру на границах зон печи, количество воздуха для подачи в зону охлаждения (или холодильник) и др.
Чтобы рассчитать кривую температур обжига, печь разбивают на участки и для каждого в отдельности участка составляют тепловой баланс, в котором неизвестной величиной служит температура газов, поступающих из одной зоны (участка) в другую. Эту температуру находят с помощью i—t диаграммы по теплосодержанию газов, покидающих данную зону (участок печи), или методом подбора по таблицам теплосодержаний с учетом диссоциации С02 и Н20, продуктов горения при высоких температурах (выше 1500 °С).
При расчете температурной кривой печь (в °С) разбивают на следующие зоны (длинные печи с цепями).
