Смекни!
smekni.com

Расчёт теплотехнической эффективности замены барабанного холодильника на колосниковый на Паранайском цементном заводе (стр. 2 из 3)

100% ∙ (Gпр – Gрас) / Gmax = 100% ∙ (10,613– 10,683) / 10,683= 0,65%

2. Материальный баланс цементной вращающейся печи.

1. Расходные статьи материального баланса.

1.1 Топливо.

хт [кг/кгкл]

1.2 Воздух.

Gв =

∙хт =

Gв =

= 13,522xт [кг/кгкл]

1.3 Теоретический расход сухой сырьевой смеси.

;

=1,524 [кг/кгкл]

Расход сырьевой смеси

[кг/кгкл]

1.4 Воздух для горения топлива

г = Lвд ∙ хт = 7,435 ∙ хт [нм3/кг. кл.]

Gвг = mвд ∙ хт =9,613 ∙ хт [кг/кг т.]

1.5 Пылевозврат

Действительный расход сухого сырья, где апу принимаем равным 1%:

= 1,524
=0,152 [кг/кг.кл]

2. Приходные статьи материального баланса.

2.1 Общий пылеунос

= 10 ∙ 1,539/100 = 0,154 [кг/кг.кл]

2.2 Выход отходящих газов

Gог=mпгт+GН2Ог+w +GCO2c [кг/кг.кл]

GСО2с = Gсд ((ПППс – 0,35Al2O3)/100) = 1,539((34,4 – 0,35∙3,73)/100) = 0,509 [кг/кг.кл]

GH2Oг = Goc - GСО2с – Gкл = 1,539/(100 – 1) = 0,015 [кг/кг.кл]

Gог = 0,509 + 0,015 + 10,683 ∙ xт = 10,683 ∙ xт + 0,539

Таблица 2. Предварительный материальный баланс печи

Приход

Количество, кг/кг.кл

Расход

Количество, кг/кг.кл

1.Выход клинкера 2.Выход отходя-щих газов 3.Oбщий пылевы-нос

1

10,683 ∙ xг + 0,539

0,154

1.Расход топлива 2.Сырьевая смесь 3.Воздуха на горение 4. Пылевынос

хт

1,554

9,613 ∙ хт

0,154

Сумма

10,683 ∙ xт + 1,693

Сумма

10,683 ∙ xт + 1,706

3. Тепловой баланс холодильника

Приход:

1) Теплота с клинкером, входящим в холодильник:

Qклвх=mкл ∙ Скл ∙ tкл, [кДж/кг.кл],

где tклвх=13500С,

Скл=1,076 [кДж/м3 ∙ К],

Qклвх=1∙1350 ∙ 1,076=1452,6 [кДж/кг.кл.]

2) Теплота с воздухом на охлаждение:

а) Барабанный холодильник

Vвохл = Vввт =0,8 ∙ Lвд ∙хт = 0,8∙7,435 ∙хт = 5,948∙хт [кДж/кг.кл];

tc = 10 0C; Cв = 1,297 [кДж/кг.кл];

Qвохл = 5,948∙хт ∙10 ∙ 1,297 =77,145∙хт

б) Колосниковый холодильник

Qвохл = 3 ∙ 1,297 ∙ 10 = 38,91 [кДж/кг.кл];

где Vвохл =3 [м3/кг. кл].

Расход:

1) Теплота с клинкером выходящим из холодильник:

а) Qклвых=mкл∙Скл∙tклвых;

где Скл=0,829 кДж/кг∙Кл, tклвых=2000С,

Qклвых=1∙0,829∙200=165,8 [кДж/кг∙Кл].

б) Скл=0,785 [кДж/кг ∙Кл], tклвых=1000С,

Qклвых=1∙0,785∙100=78 [кДж/кг∙К].

2) Теплота с избыточным воздухом:

б) Qвизб = (Vвохл - Vввт)∙ Cв = (3 – 5,948 ∙ хт) ∙ 150 ∙ 1,305 =587,25 – 1164,32 ∙ хт

3) Теплота через корпус:

Qч.к.х = S · α ·(tк – toc)/Bкл

где tк=500С,

tос=100С,

α = (3,5+0,062 · tк) · 4,19 = (3,5 + 0,062 · 50) · 4,19 = 27,67

а) S=π · D · L =3,14 · 3 · 50 = 471 [м3]

Qч.к.х = 471,0 · 27,67 · (50 – 10)/10000 = 52,13 [кДж/кг. Кл.]

б) S = 2 ·l ·h+2 · b · h+l · b

S = 20 · 6 · 2 + 6 · 5 · 2 + 20 · 5 =400 [м2]

Qч.к.х = 400 · 27,67 · (50 – 10)/10000 = 44,27 [кДж/кг. Кл.]

4) Теплота со вторичным воздухом:

Qв`` = ΣQпр – (Qвизб – Qклвых – Qч.к.х)

а) Qв`` = 1452,6 + 77,145 · хт – 165,8 – 52,13 = 1234,67 + 77,145 · хт [кДж/кг ∙ Кл.]

б) Qв`` = 1452,6 + 38,91 – 78 – 587,25 + 1164 · хт – 44,27 = 781,99 + 1164,32 · хт [кДж/кг ∙ Кл.]

Таблица 3. Предварительный тепловой баланс холодильника

Приход

Количество, кДж/кг.кл

Расход

Количество, кДж/кг.кл

1.С клинкером входящим 2. Воздух на охлаждение

1452,6

77,145∙хт

1452,6

38,91

1. С клинкером выходящим 2. Теплота через корпус 3.Воздух:
- избыточный - вторичный

165,8

52,13

-

1234,67 + 77,145 · хт

78

44,27

587,25 – 1164,3∙хт

781,99 + 1164,3·хт

сумма

1452,6 +

77,145∙хт

1491,51

сумма

1452,6+

77,145 · хт

1491,51

4. Тепловой баланс вращающейся печи.

Приход

1) Тепло от горения топлива

Qнр = 389 ∙ Ср + 1030 ∙ Hp + 108.9 (Op + Sp) – 25 Wp = =389 ∙ 63,3+ 1030 ∙ 3,9 + 108,9 (6,56 + 0,53) – 25 ∙ 2,03 = 29267,217 [кДж/кг ]

Qт = Qнр ∙ xг = 29267,817∙хт [кДж/кг Кл.]

2) Тепло вносимое топливом

Qтф = хт ∙ Ст ∙ tт =0,92 ∙ 70 ∙хт = 64,4 ∙хт [кДж/кг Кл.]

3) Тепло вносимое сырьевой смесью

Qc/cм = ( G c/cмд ∙С c/cм + GН2ОW ∙ CН2О) ∙ tc = (1,539 ∙ 0,832 + 0,015 ∙ 4,19) ∙ 20 = 26,86 [кДж/кг Кл.]

4) Тепло возвратной пыли.

QпВозв = GпВозв ∙Сп ∙ tп = 0,152 ∙ 1,06 ∙ 100 = 16,112 [кДж/кг Кл.]


5) Тепло воздуха вторичного и первичного

Qвпер = Vв ∙ Св ∙ tв = 0,2 Lвд ∙ хт ∙10 ∙ 1,259 =0,2 ∙7,435 ∙хт ∙ 10 ∙ 1,259 = 18,72∙ хт

Теплота вторичного воздуха из теплового баланса холодильника

а) Qв вт =1234,67 + 77,145 · хт [кДж/кг Кл.]

б) Qв вт = 781,99 + 1164,3·хт [кДж/кг Кл.]

Расход

1. Тепловой эффект клинкерообразования:

Qтек = Qдек + Qдег + Qж.ф. - Qэкз

где Qдек=GСаСО3∙1780 – теплота на декарбонизацию,

GСаСО3=GСО2с∙МсаСО3/(44 ∙ МСО2),

GСаСО3=0,59∙100/44=1,157 кг/кг. кл,

Qдек=1,157 ∙ 1780 = 2059,46 [кДж/кг Кл.]

Qдег=GН2Ог∙7880 – теплота на дегидратацию глины.

Qдег= 0,015 ∙ 7880 = 118,2 [кДж/кг Кл.]

Теплота образования жидкой фазы:

Qж.ф.=100 [кДж/кг Кл.].

Теплота образования клинкерных минералов:

Qэкз=0,01∙(528∙C3S+715∙C2S+61∙C3A+84∙C4AF),

Qэкз=0,01∙(528∙50+715∙23+61∙10+84∙12) = 444,63 [кДж/кг Кл.]

Qтек = 2056,46 + 118,2 + 100 – 444,63 = 1833,03 [кДж/кг Кл.]

2. С клинкером, выходящим из печи:

Qклп=Qклвх=1452,6 [кДж/кг Кл.]

3. Тепло с пылью:

Qп= Gпобщ ∙ Сп ∙ tо.г., [кДж/кг Кл.],

Qп=1,06 ∙ 300 ∙ 0,154 = 48,97 [кДж/кг Кл.]

4. Тепло на испарение влаги из сырья

Qм = 2500 ∙ GН2Ог =2500 ∙ 0,015 =37,5 [кДж/кг Кл.]

5. Потери тепла корпусом в окружающую среду:

Qч/к.=SF∙a(tc-tв)/В, [кДж/кг Кл.],

1. участок декарбонизации 50%, 150 - 250

2. участок: обжиг и охлаждение 50%, 200-3000С.

F1 =3,14 ∙2,9 ∙ 0,2 ∙ 0,56 + 0,3 ∙ 0,56 ∙ 3,14 ∙ 2,44 = 230,7 м2

F2 = 3,14 ∙ 2,44 ∙ 56 ∙ 0,5 = 214,5 м2

α1 = (3,5 + 0,062 ∙ tн) ∙ 4,19 = (3,5 + 0,062 ∙150 ) ∙4,19 = 53,63

α2 = (3,5 + 0,062 ∙ tк) ∙ 4,19 = (3,5 + 0,062 ∙200 ) ∙4,19 = 66,62

Qч/кп.= (230,7 ∙ 53,63∙ (150-10) + 214,5 ∙ 66,62 ∙ (200 – 10))/10200 = 436.0

[кДж/кг Кл.]

тогда потери через корпус печи, при условии что через корпус теряется около 80% тепла.

Qч/к = 436 + 436 ∙ 0,2 = 523,2 [кДж/кг Кл.]

6. Потери тепла с отходящими газами

Qог = [(LCO2∙ C CO2 + LH2O∙ C H2O + LN2∙ C N2 + LSO3∙ C SO3 + LO2∙ C O2) ∙ xт +

+(GH2OW + GH2Oг)/ρH2O∙CH2O + GCO2CO2 ∙ CCO2] ∙ tог = [(1,177∙ 1,863 + 0,464∙ 1,542 + 5,958∙ 1,307 + 0,0037∙ 1,955 + 0,204∙ 1,356) ∙ xт + (0,015 + 0,015)/1,542 + 0,509/1,977 ∙ 1,863] ∙ 300 = 3293,76 ∙хт + 161,15

Находим удельный расход топлива

а) 29267,817 · хт + 64,4 · хт + 26,4 + 16,112 + 1234,67 + 77,145· хт + 18,72 · хт = 1833,03 + 1452,6 + 48,97 + 37,5 +583,2 + 3293,76 · хт + 161,15

26134,322 · хт = 2839,268

хт = 0,108 [кДж/кг ∙ Кл.]

[x] = 29267.817 · 0108/10200 = 0,309 =309 [кг. Усл. т/т. Кл.]

б) 29267,817 · хт + 64,4 +26,4 + 16,112 + 781,99 + 1164,32 · хт + 18,72 · хт = 1833,03 + 1452,6 + 48,97 + 37,5 + 523,5 + 3293,76 · хт + 161,15