Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология - Лисиенко В.Г.
ISBN 5-98457-018-1
Скачать (прямая ссылка):
Располагаемая теплота продуктов горения и потери теплоты с уходящими газами, %:
<1, = (У/в,)(Щ-сС02 + n/cN; + о ,-с01 + со-Ссо +
+ н/сН1 + сн;сси< + нр-с^. (4-189)
Потери теплоты вследствие химической неполноты горения определяются по формуле (4.184). Положив ,что Р = QJV, получаем:
Я} = (VJQh)(U6,5CO' + 108Н2' + 358СН4')-100. (4.190)
157
При работе на обогащенном кислородом дутье применение обычных формул для определения коэффициента расхода воздуха недопустимо, так как объем сухих продуктов сгорания сильно отличается от объема расходуемого на горение обогащенного воздуха. Еще в большей степени это относится к сжиганию газа и жидкого топлива на чистом кислороде.
Для определения по анализу продуктов полного сгорания коэффициента расхода кислорода при сжигании топлива на чистом кислороде или на воздушном дутье, обогащенном кислородом, с любым соотношением в нем кислорода и азота рекомендуется формула
а = (02' + лС02')/(лС02'), (4-191)
где О ' и СО,' — содержание 02 и СО, в сухих продуктах сгорания, %; п — коэффициент, показывающий отношение объема теоретически необходимого для горения 02 к объему получаемой СО,.
Значения п для различных видов топлива следующие.
Топливо п Топливо п
Природный газ 2,00 Доменный .......0,41
Нефтепромысловый 1,82 Мазут:
Сжиженный 1,65 малосернистый 1,35
Коксовый 2,28 сернистый 1,40
Генераторный 0,73
При неполном горении топлива коэффициент расхода кислорода 02 -(0,5СО' + 0,5Н2 +2СН4) + л(С0'2 +СО' + СН'4)
01 я(со; +сочсн;) ' ^ ' ’
Значение СО,тах при работе на обогащенном кислородом дутье определяется по анализу продуктов полного сгорания.
При этом учитывается смешение поданного кислорода с кислородом, содержащимся в атмосферном воздухе:
С02ПИХ = 1ООСО, 7( 100 - хО,'), (4.193)
где С02тах — максимальное содержание С02 в продуктах полного сгорания с учетом обогащения воздуха кислородом, %; С02' и 02' — содержание СО, и 02 в продуктах полного сгорания, %; х — отношение объемов обогащенного воздуха и кислорода с учетом смешения с атмосферным воздухом.
В формуле (4.193) имеются две неизвестные величины: С02 и х, поэтому для их нахождения необходимо располагать двумя анализами продуктов полного сгорания и решать систему из двух уравнений.
158
Таблица 4.32
Значение С02пим природного газа при работе на обогащенном кислородом воздухе
Содержание 02 в дутье, % X СОгтах, % Содержание О2 в дутье, % X С02тах, %
21 4,76 11,8 38 2,63 22,5
22 4,55 12,4 40 2,50 25,0
23 4,35 13,0 42 2,38 26,6
24 4,16 13,6 44 2,27 28,2
25 4,00 14,3 46 2,18 29,9
26 3,84 15,0 48 2,08 31,6
27 3,72 15,6 50 2,00 33,3
28 3,58 16,3 60 1,67 42,8
29 3,45 17,0 70 1,43 54,0
30 3,38 17,7 80 1,25 66,7
32 3,12 19,1 90 1,11 82,0
34 2,94 20,5 100 1,00 100,0
36 2,76 22,0
В табл. 4.32 дана взаимосвязь С02тах или содержания кислорода в обогащенном воздухе при сжигании природного газа.
1.4.7. Потери в окружающую среду
Одна из конструктивных особенностей вращающихся печей большая поверхность их барабанов. Это способствует росту потерь теплоты в окружающую среду, так называемый показатель q;.
Удовлетворительной тепловую изоляцию можно считать, если
Рабочая температура в печи, °С Температура наружного кожуха, °С
700-800.............................До 40
800-1200............................До 50
Примем допустимой температуру наружной поверхности кожуха печи равной 50 °С.
В табл. 4.33 приведена зависимость тепловых потерь от температуры кожуха. Следовательно, сверхнормативные потери теплоты с наружной поверхности кожуха вращающейся печи в час составят
Q5 = (Кь - K)F, кВт ч/ч (кДж/ч), (4.194)
где А'ф — коэффициент зависимости тепловых потерь печи от фактической
температуры кожуха печи, кВт/м2; К — то же от номинальной температуры
2 н 2 кожуха печи (50 °С), кВт/м ; F— поверхность кожуха печи, м .
Общие потери в окружающую среду составят
159
Таблица 4.33 Зависимость тепловых потерь печи от температуры кожуха
Температура, °С Темная окраска, кВт/м2 Алюминиевая окраска, кВт/м2 Температура, °С Темная окраска, кВт/м2 Алюминиевая окраска, кВт/м2
30 0,3 0,2 75 1,0 0,75
35 0,35 0,25 80 1,1 0,82
40 0,4 0,3 85 1,2 0,91
45 0,5 0,35 90 1,3 1,0
50 0,55 0,4 95 1,4 1,08
55 0,6 0,5 100 1,5 1,17
60 0,7 0,57 110 1,7 1,4
65 0,8 0,62 120 1,9 1,53
70 0,9 0,7 130 2,2 1,8
45 = (К/-100)/еи,%, (4.195)
где Qn — номинальная тепловая мощность печи, ГДж/ч.
Пример. В результате испытаний определено, что фактическая средняя температура наружного кожуха равна 95 °С. Номинальная тепловая мощность печи равна 10 ГДж/ч. Поверхность барабана печи — 550 м2. Окраска — темная. В соответствии с формулой (4.195) общие тепловые потери в окружающую среду составят
q5 = (100 1,4-550-3,6 10 3)/10 = 27,7 %,
где 3,6 10 3 — переводной коэффициент кВт ч в ГДж.
Отсюда видно, что потери в окружающую среду на вращающихся печах могут достигать значительных величин.
1.5. Горение природного газа во вращающихся печах
1.5.1. Образование газового факела во вращающихся печах цементной промышленности
Во вращающейся печи под воздействием турбулентной струи газового топлива и воздуха образуется турбулентный диффузионный факел.
