Тепловой баланс вращающейся печи
Раздел V. Тепловой баланс цементной вращающейся печи (реальная установка) для производства клинкера по сухому способу
Графическое изображение теплового баланса I части печи.
А) 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, м3/м3; 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 1080С
=2.23032,
=1.40216.
=1.48804,
=1.74596.
7. Общее количество теплоты расходуемой в первой части печи:
19854,6xt=1980.984
xt=0.0998
8. Составить материальный баланс
Приходные статьи |
Количество, кг |
Расходные статьи |
Количество, кг |
|
1.Клинкер |
1 |
1.Топливо |
0.0769 |
|
2.Отходящие газы |
2.1165 |
2.Сырьё |
1.6952 |
|
3.Безвозвратный пылеунос |
0.0528 |
3. Воздух |
1.3771 |
|
4.Возврат пыли |
0.0038 |
|||
Невязка |
0.019 |
|||
Итого |
3.1693 |
Итого |
3.1711 |
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 |
3747.5338 |
1.Теплота на эндотермические процессы декарбонизации |
1952,3951 |
|||
2.Теплота вносимая |
575.235 |
2.Теплота уходящая с клинкером |
1272 |
|||
3.Теплота вносимая сырьем |
1741.1212 |
3.Теплота на образование элементной фазы |
209 |
|||
4.Теплота с возвращаемой пылью |
3,6587 |
4.Потери теплоты через корпус печи |
347.7534 |
|||
5.Теплота экзотермических реакций |
429.7432 |
5.Теплота с безвозвратным пылеуносом |
60.49 |
|||
6.Теплота с продуктами горения |
2623.35 |
|||||
Невязка |
0,5 |
|||||
Итого |
6498.1 |
Итого |
6498 |
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)
2623.3491С.
2. Количество теплоты с безвозвратным пылеуносом (определено при расчете теплового баланса первой части печи)
60.4906 кДж/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:
= 2623.3491+60.4906+0,2033+27,3837=2711.4267 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.
4.3905 кДж/кг кл-ра.
2). Количество теплоты с материалами при t= (определено при расчете теплового баланса в 1-ой части печи).
1741.1212 кДж/кг кл-ра.
3). Количество теплоты с безвозвратным пылеуносом:
,
где -температура уносимой пыли;
- теплоемкость уносимой пыли при .
Температура уносимой пыли 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=347,5602 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):
4,3905+1741,1212+6,8732+347,5602+257,3785=2709.6371 кДж/кг кл-ра.