Реконструкция предприятия по производству глиняного кирпича (стр. 14 из 19)
4. Теоретически необходимое количество сухого воздуха для горения топлива:
5. Теоретически необходимое количество атмосферного воздуха для горения топлива с учетом его влажности:
Принимаем влагосодержание атмосферного воздуха d=10г/кг сух. воз.
6. Количество и состав продуктов горения при α=1:
7. Общее количество продуктов горения:
Vα=0,978+2,088+7,322=10,39 (нм3/нм3)
8. Процентный состав продуктов горения:
Всего:100%.
9. Определение коэффициента избытка воздуха – α при действительной температуре горения топлива tДЕЙСТ=1000оС:
Из уравнения теплового баланса горения 1м3 топлива определяем коэффициент избытка воздуха –α.
CП.Г.=1,35+0,000075∙1220=1,44(кДж/м3∙оС)
34757,98+9,23∙1,2978∙20∙α=[10,39+(α-1)∙9,23]∙1220∙1,44
α=2,05
11. Действительное количество воздуха при коэффициенте расхода воздуха α=2,05:
Сухого воздуха: Lα= α∙L0=2,05∙9,23=18,92(нм3/нм3)
Атмосферного воздуха: Lα= α∙L0=2,05∙9,38=19,23(нм3/нм3)
12. Количество и состав продуктов горения при α=2,05:
Vα=0,978+2,243+14,976+2,0351=20,23 (нм3/нм3)
12. Процентный состав продуктов горения:
Всего:100%.
Таблица 3.13.1.1.3
Материальный баланс процесса горения.
| Приход | кг | Расход | кг | ||
| Природный газ (Vгаз∙ρ) | Продукты горения (Vпрод∙100 ∙ ρ) | ||||
| CН4 | 94,15∙0,717 | 67,51 | СО2 | 0,978∙100∙1,977 | 184,35 |
| С2Н6 | 1,09∙1,356 | 1,48 | Н2О | 2,243∙100∙0,804 | 180,34 |
| С3Н8 | 0,3∙2,02 | 0,61 | N2 | 14,976∙100∙1,251 | 1854,56 |
| С4Н10 | 0,03∙2,84 | 0,09 | О2 | 2,035∙100∙1,429 | 247,81 |
| С5Н12 | 0,02∙3,218 | 0,06 | невязка | -4,91 | |
| СО2 | 0,39∙1,977 | 0,77 | |||
| Н2О | 1∙0,804 | 0,804 | |||
| N2 | 3,02∙1,251 | 3,78 | |||
| Воздух (Vвоз∙α∙ρ) | |||||
| О2 | 100∙9,23∙2,05∙0,21∙1,429 | 567,82 | |||
| N2 | 100∙9,23∙2,05∙0,79∙1,251 | 1869,99 | |||
| Н2О | 100∙0,0016∙10∙9,23∙2,05∙0,804 | 24,34 | |||
| Итого: | 2462,15 | Итого: | 2462,15 | ||
% невязки 4,91∙100/2462,15=0,2%
3.13.1.2 Теплотехнический расчет печи
1. Производительность печи.
П=26000000∙3,5=91000000=91000 (т/год)
2. Единовременная емкость печной вагонетки.
Длина печи – 120 м, количество вагонеток – 40;
Дина вагонетки:
(м)Ширина вагонетки 2,9 м.
Единовременная емкость печной вагонетки:
GВ=2784∙3,5=9744=9,744 (т)
3. Единовременная емкость печи по массе.
GП=40∙2784∙3,5=384,21 (т)
4. Количество обжигаемого сырца в час.
Время обжига 26 часов.
GC=GП/Z=384210/26=14777,13 (кг/ч)
5. Количество вагонеток в час.
n=14777,13/9744=1,54 (ваг/час)
6. Длина отдельных зон печи.
LПОД1=18 м (20-200оС)
LПОД2=21 м (200-600оС)
LПОД3=12 м (600-1000оС)
LОБЖ=18 м (1000оС)
LОХЛ1=18 м (1000-650оС)
L ОХЛ2=9 м (650-600оС)
L ОХЛ3=24 м (600-50оС)
7. Расчет потерь в окружающую среду через футеровку печи.
Q=3,6∙ αСУМ ∙F∙(tН.- tВОЗ.),
где F – наружная поверхность кладки;
αСУМ – суммарный коэффициент теплоотдачи определяется в зависимости от tН.;
tН. – температура внешней поверхности печи на данном участке;
tВОЗ. – температура окружающего воздуха.
а) Участок №1.
Температуры наружных поверхностей принимаем по практическим данным.
Температура наружных стен tН.СТ.=20оС; температура свода tН.СВ.=25оС, температура пода tН.ПОД.=20оС.
Наружная поверхность кладки:
FСТ=2∙l∙hНАР =2∙18∙3,075=110,7 м2, αСУМ =9,55
FПОД=l∙bНАР =18∙2,9=52,2 м2, αСУМ =9,55
FСВ=l∙bНАР =18∙4,1=73,8 м2, αСУМ =9,75
Потери тепла через стенку:
QСТ.1=3,6∙110,7∙9,55∙(22-20)=7611,73 кДж/ч
QСТ.1=3,6∙52,2∙9,55∙(22-20)=3589,27 кДж/ч
QСТ.1=3,6∙73,8∙9,75∙(25-20)=12951,9 кДж/ч
Потери тепла в окружающую среду на остальных участках рассчитываются аналогичным образом.
Таблица 3.13.1.2.1
Потери тепла в окружающую среду через кладку.
| № уч. | Стена | Под | Свод | |||||||||
| F, м2 | tН, оС | αСУМ, Вт/м2∙оС | QКЛ, кДж/ч | F,м2 | tН, оС | αСУМ, Вт/м2∙оС | QКЛ, кДж/ч | F,м2 | tН, оС | αСУМ, Вт/м2∙оС | QКЛ, кДж/ч | |
| 1 | 110,7 | 22 | 9,55 | 7611,73 | 52,2 | 22 | 9,55 | 3589,27 | 73,8 | 25 | 9,75 | 12951,9 |
| 2 | 162,75 | 40 | 10,55 | 123624,9 | 60,9 | 40 | 10,55 | 46259,64 | 106,05 | 45 | 11 | 104989,5 |
| 3 | 93 | 50 | 11,25 | 112995 | 34,8 | 50 | 11,25 | 42282 | 60,6 | 60 | 12 | 104716,8 |
| 4 | 139,5 | 50 | 11,25 | 169492,5 | 52,2 | 50 | 11,25 | 63423 | 90,9 | 60 | 12 | 157075,2 |
| 5 | 139,5 | 50 | 11,25 | 169492,5 | 52,2 | 50 | 11,25 | 63423 | 90,9 | 60 | 12 | 157075,2 |
| 6 | 69,75 | 45 | 11 | 69052,5 | 26,1 | 45 | 11 | 25839 | 45,45 | 55 | 11,75 | 67288,73 |
| 7 | 166,8 | 40 | 10,55 | 126701,28 | 69,6 | 40 | 10,55 | 52868,16 | 109,8 | 45 | 11 | 108702 |
Тепловой баланс зон подогрева и обжига.
Приход тепла.
1. Химическое тепло топлива.
(кДж/ч). Физическое тепло топлива. 
(кДж/ч)3. Физическое тепло воздуха.
(кДж/ч)4. Физическое тепло сырца.
(кДж/ч) 
(кДж/кг∙оС)СС=0,837+0,000264∙t=0,837+0,000264∙20=0,842 (кДж/кг∙оС)
5. Физическое тепло с вагонеткой.
Q5=1,54∙mВАГ∙С∙tВАГ=1,54∙14175∙ 0,845∙30=553377,83 (кДж/ч)
mВАГ=а∙b∙h=3∙3∙0,875∙1800=14175 (кг)
С=0,837+0,000264∙tВАГ=0,837+0,000264∙30=0,845 (кДж/кг∙оС)
Общий приход тепла.
∑QПРИХ=34757,98В+31,33В+499,11В+308250,93+553377,83 =
=35288,42В+861628,76 (кДж/ч)
Расход тепла.
1. Тепло, затраченное на испарение влаги.
Q1=GВЛ∙(2500+1,97tП.Г.-4,2∙tC)=943,22∙(2500+1,97∙300-4,2∙20)=
=2836262,54 (кДж/ч)
(кг/ч)2. Тепло, затраченное на нагрев материала до 1000оС.
Q2=GC∙CК∙tК=13833,91∙ 1,101∙1000=15231134,91(кДж/ч)
(кДж/ч)СКК=0,837+0,000264∙1000=1,101 (кДж/кг∙оС)
3. Тепло, затраченное на химические реакции при нагреве материала.
Q3=4,19∙GC∙(5,5∙%Аl2О3+6,7∙%СаО)=4,19∙13833,91∙(5,5∙18,54+6,7∙1,24)=
=6392163,13 (кДж/ч)
4. Тепло, затраченное на нагрев печных вагонеток.
Q4=1,11∙mВАГ∙С∙tВАГ=1,54∙14175∙0,976∙525=11185435,8 (кДж/ч)
оСС=0,837+0,000264∙525=0,976 (кДж/кг∙оС)
5. Потери тепла с уходящими продуктами горения.
Q5=VП.Г.∙iП.Г.=38,69В∙472,5=18281,03В (кДж/ч)
VП.Г.=В∙[V0+(α-1)∙L0]=В∙[20,23+(3-1)∙9,23]=38,69В(м3/ч)
iП.Г=СП.Г.∙tП.Г.=1,575∙300=472,5 (кДж/м3)