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
Vвг = 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=mпг*хт+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 + GCO2/ρ CO2 ∙ 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