Тепловой баланс вращающейся печи

курсовая работа

Раздел IV. Тепловой баланс цементной вращающейся печи (идеальная установка) для производства клинкера по сухому способу

Целью составления данного теплового баланса является определение удельного расхода топлива, по которому судят об экономической эффективности процесса обжига. Для идеальной установки для производства клинкера по сухому способу существует минимальный температурный напор . Целесообразно считать, что этот минимальный температурный напор, то есть разность температуры продуктов сгорания и температуры материала, равное 0, находится в зоне декарбонизации.

Предполагая, что будет иметь место при температуре материала и продуктов сгорания печь условно можно разделить на две части: I часть для достижения II часть - после достижения .

Исходя из вышеизложенного, составляется тепловой баланс первой части печи, из которой определяется удельный расход топлива и второй части печи, из которой определяется температура продуктов сгорания на выходе из вращающейся печи.

1. Тепловой баланс I части печи для производства клинкера по сухому способу.

Графическое изображение теплового баланса I части печи.

a) Приходные статьи теплового баланса I части печи:

1. Количество теплоты от сгорания топлива:

Т.к. количество физической теплоты топлива, поступающего в печь незначительно, эта статья в балансе учтена не будет.

2. Количество теплоты, вносимое воздухом:

где действительное количество воздуха, подаваемого на горение, м33; средняя теплоемкость воздуха, подаваемого на горение; ; температура воздуха, подаваемого на горение, С.

3. Количество теплоты, вносимое сырьем:

где действительный расход сухого сырья с учетом безвозвратного уноса; теплоемкость материала,

температура материала; принята ;

4. Количество теплоты, приходящее с возвращаемой пылью:

где возврат пыли; теплоемкость уносимой пыли; для цементообжигательных печей ; температура пыли на входе в I часть печи, принята ;

5. Количество теплоты, выделяемой при парообразовании клинкерных минералов при (тепло экзотермических реакций):

где 4,65; 6,2; 3,47; 1,09 - экзотермические эффекты образования силикатов, кДж/(0,01 кг силикатов);

б) Расходные статьи теплового баланса I части печи:

1. Расход тепла на эндотермические процессы декарбонизации:

где содержание оксидов и в сухой сырьевой смеси; теоретический расход сухого сырья;

2. Количество теплоты, уходящее из печи с клинкером:

где теплоемкость прокаленной сырьевой смеси; температура клинкера на выходе из печи; принимаем ;

3. Расход тепла на образование жидкой фазы при составляют по опытным данным:

4. Потеря теплоты, корпусом печи в окружающую среду. Для I части печи принято, что они составляют 10% от теплоты, затраченной на обжиг, т.е.:

5. Потери тепла с безвозвратной пылью, уносимой продуктами горения во вторую часть печи:

где - безвозвратный унос пыли (из материального баланса )

.

6. Потери теплоты с продуктами сгорания.

Определить объёмные удельные теплоёмкости компонентов продуктов горения при t отходящих газов 900С

=2.1708

=1.3806

=1.4657

=1.6969

7. Общее количество теплоты расходуемой в первой части печи:

2176.1622xt=23458.5589

xt=0.0928

8. Составить материальный баланс:

Приходные статьи

Количество, кг

Расходные статьи

Количество, кг

1.Клинкер

1

1.Топливо

0.0715

2.Отходящие газы

2.0141

2.Сырьё

1.6952

3.Безвозвратный пылеунос

0.0528

3. Воздух

1.2804

4.Возврат пыли

0.0038

Невязка

0.019

Итого

3.067

Итого

3.07

9. Составить сводную таблицу теплового баланса первой части печи на 1кг клинкера:

Приходные статьи

Количество,

кДж/кг

%

Расходные статьи

Количество,

кДж/кг

%

1.Теплота сгорания

3484,3

1.Теплота на эндотермические процессы декарбонизации

1952,3951

2.Теплота вносимая

534,8294

2.Теплота уходящая с клинкером

1272

3.Теплота вносимая сырьем

1411,4708

3.Теплота на образование элементной фазы

209

4.Теплота с возвращаемой пылью

3,6587

4.Потери теплоты через корпус печи

348,43

5.Теплота экзотермических реакций

429,7432

5.Теплота с безвозвратным пылеуносом

50,4089

6.Теплота с продуктами горения

2027,0917

Невязка

0.5

Итого

5864.1

100

Итого

5864.1

100

Тепловой баланс второй части печи для производства клинкера по сухому способу

Приходные статьи теплового баланса второй части печи

1. Количество теплоты с дымовыми газами при t=900С (определено при расчете ТБ первой части печи)

2027,09С.

2. Количество теплоты с безвозвратным пылеуносом (определено при расчете теплового баланса первой части печи)

50,409кДж/кг кл-ра.

3. Количество теплоты приходящее с возвращаемой пылью

[Левченко с.154]

(принято) - температура возвращающейся пыли

= 0,0038*1,06*50=0,2033 кДж/кг кл-ра.

4. Количество теплоты поступающей с сырьём

где - теплоёмкость сырья, ; - теплоёмкость воды, ; - расход сырьевой муки, кг./кг клинкера; - расход физической влаги сырья, кг/ кг клинкера; - температура сырья

Температура сырья поступающего в печь принимается

Теплоёмкость:

- сухого сырья [Левченко, с. 171]

- воды

Расходы:

- сырьевой муки

- физической влаги сырья

1,6952-1,592=0,1032 кг/кг кл-ра.

(1,592*0,875+0,1032*4,19)*15=27,3837 кДж/кг кл-ра.

Сумма приходных статей:

= 2027,0917+50,4089+0,2033+27,3837=2105,0875 кДж/кг кл-ра.

Расходные статьи теплового баланса во второй части печи.

1). Количество теплоты с возвращаемой пылью при t=.

Определено при расчете теплового баланса 1-ой части печи.

3,6587 кДж/кг кл-ра.

2). Количество теплоты с материалами при t=(определено при расчете теплового баланса в 1-ой части печи).

1411,4708 кДж/кг кл-ра.

3). Количество теплоты с безвозвратным пылеуносом:

,

где -температура уносимой пыли;

- теплоемкость уносимой пыли при .

Температура уносимой мыли принята с последующим уточнением:

.

0,8085 кДж/кг К (3, прил. 17)

0,0567*0,8085*150=6,8732 кДж/кг кл-ра.

4).Количество теплоты с уходящими из печи дымовыми газами:

=((1,017*1,74515+2,1684*1,5149+8,4263*1,2987+0,2213*1,3571)0,0928+0,275*1,74515+0,1181*1,5149+0,0209*1,5149)*150=330,4214 кДж/кг кл-ра.

5). Количество теплоты на испарение физической влаги:

0,1032*2493=257,3785 кДж/кг кл-ра.

где - скрытая теплота парообразования.

6). Расход теплоты (суммарный):

=3,6587+1411,4708+6,8732+330,4214+257,3785=2103.7851 кДж/кг кл-ра.

Делись добром ;)