Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Роговой_задачи

.pdf
Скачиваний:
62
Добавлен:
29.03.2015
Размер:
9.15 Mб
Скачать

7. СВОДНЫЙ теПJlОВОЙ баланс

По рассчитанным позонным балансам составляем

. СВОДНЫЙ тепловой баланс печи (табл. УII.28).

т а б л и ц а VIl.28. Сводный тепловой баланс печи

<

 

 

 

количество

~

 

 

 

 

 

 

количество

ПРИХОДRые

статьи

 

I

теплоты,

 

 

 

Расходиые статьи

 

 

теплоты,

 

 

 

кДж

 

 

 

 

 

 

 

I кДж/ч

Теплота от

ГQрения

 

 

 

 

0 - , .......~~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На

 

испарение

влаги

. 1 202 200

 

топлива.

 

 

7580000

 

(1 260 000-57 800) с.

 

 

 

 

 

 

 

На

 

эндотермическпе

2 700 000

 

 

 

 

 

 

 

реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

отходящими

газа-

 

 

 

 

 

 

 

 

ми (3 635 000-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-499500-111500)

 

3024000

 

 

 

 

 

 

 

В окружающую среду

 

 

 

 

 

 

 

 

([56500+115000)

 

271500

 

 

 

 

 

 

 

От химической непол-

152000

 

 

 

 

 

 

 

ноты горения .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

От

 

механической

не­

75800

 

 

 

 

 

 

 

полноты горения

 

 

 

 

 

 

 

Остаточный

Harpel1

 

 

 

 

 

 

 

 

выгружаемых

изде­

 

 

 

 

 

 

 

 

лий (314000-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-202000) .

 

1I2ООО

__--------------I--------~I

Невязка баланса

• •

42700

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого

 

 

7580000

 

 

 

Итого

••

7580000'

8. Газовые баJlансы печи

По рассчитанным величинам расходов воздуха и КОЛИ­ чества газообразных продуктов составляем позонные га­

зовые балансы (табл. УII.29 и УII.30).

т а б л и ц а VII.29. Газовый баланс зон подготовки и обжига

 

 

коствоnиче-I

 

 

 

ство

 

 

 

 

 

 

Количе­

Приходиые статьи

 

газа,

Расходные статьи

 

газа,

 

 

 

 

 

 

 

JA'/ч

 

 

 

JA'/Ч

 

 

 

 

 

 

 

Воздух, поступающий

в

 

Отходящие газы

печи:

 

 

зону подготовки из зо-

 

Уог=29,67 В+У; +

 

 

ны остывания, V~ .

.

15020

 

 

Присосный воздух:

 

 

+1020 "'" 29,67.283 +

 

 

У;=14,74 В=[4,74Х

 

 

+15020 + 1020

...

 

24440

 

 

 

210

 

 

I(ОJJиче-

 

l(оличе-

 

Прнходные статьи

C'rBO

Расхадные статьи

СТ80

 

газа,

газа,

 

 

м'/ч

 

мЗ/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Х283

 

 

 

-4170

Воздух, поступающий на

 

 

 

 

горение топлива:

 

 

Ув=:=14.74 B=14, 74·283

 

4170

Летучие

вещества, вы-

 

448

деляемые из сырца .

 

Водяные

пары испаряе-

 

572

мой влаги

 

Невязка

баланса

 

60

 

 

 

 

 

---

 

 

 

 

 

Ито го

24440

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

ИТОГО 24440

т а б .л и Ц а УН.З0. Газовый баланс зои закала и охлаждения

 

 

 

I(ОJJиче-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I(ОJlиче-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПрихО'диые

статьи

cnO'

РасхОдные

статьи

ство

 

газа,

газа,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м'/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"'/ч

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Воздух, поступающий в

 

 

Направляется в зону об-

4170

 

 

зону охлаждения:

 

 

жига . . .

. . .

 

 

ув= V~+14,748=

 

 

Направляется

в

 

 

 

зону

 

 

 

 

 

подготовки . .

 

 

 

 

 

 

15020

 

=15020+14,74·283

19190

 

 

 

 

 

 

 

 

 

---

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. -. .

19190

Ито го .

. .

 

ИТОГО

19190

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.Подсчет действитеJIЬНЫХ КОJIичеств газов

вотдельных ЭJIементах газоходного тракта

Зоиа остывания. Количество воздуха по баJIансу

Vo= 19190 мЗ/ч при нормальных УСJIОВИЯХ.

Средняя температура

tb.cP-=

20+ 200

о

 

2

= 110 С.

 

Действительное КОJIичество воздуха

Vt = 19190

273+110"'1

273

= 27000

м3/ч,

Зона закаJIа. КОJIичество

воздуха по баJIансу" Vo=

=4170 мЗ/ч. Средняя

температура

200+500 =3500 С.

 

 

 

2

14·

211

Действительное количество воздуХfi

4170 273+350 = 9500 м3jЧ.

273

Зона взвара. Количество продуктов горения топлива

Vд=14,93В=14,93·283=4220 м3• Летучие вещества,

выделившиеся из глины, составляют 448 м3/ч. Для опре­

деления количества присосного воздуха, приходящегося

на зону взвара, общую его величину распределяем про­

порционально длине зон взвара и подготовки. Тогда

количество присосного воздуха, поступающего в зону

взвара, составит 4170 7 ' 7 =845 м3/ч. Общее коли-

31,2+7,7

чество газов в зоне взвара 4220+448+845=5513 м3/ч.

Температуру газов, покидающих зону взвара, принима-

ем 7000 С. Средняя температура 950+700

=8250 С. Дей-

 

 

2

 

 

ствительное количество газов

 

 

 

5513 273 + 845 = 22 600 м3.

 

 

 

273

 

 

 

Зона подготовки.

Количество газов

по балансу

24380 м3/ч. Средняя

 

600+100

С.

температура

--'--- =3500

2

Действительное количество га'30В

24 380 2732~3350 = 55 700 143 jч.

ДЫМОВОЙ канал. Из зоны подготовки поступает дымо­

вых газов 24380 м3/ч. Подсосы на тракте от зоны подго­

товки до дымососа принимаем 20%. Температура отхо­ дящих газов 1000 С. Действительное количество газов

273+ 100

мЗjч.

2438·1,2 273 := 40000

10. Расчет аэродинамических сопротивлений

Сопротивление садки. Расчет ведут по формуле

К. А. Нохратяна:

Н =

,

2

7,6аор! ш, L,

где a~ - коэффициент аэродинамического сопротивления садки (для

садки принятого типа a~ =0,08 [40]);

212

Pt - величина, зависящая от плотности газов, кг·с14 , ее вы­

числяют по формуле

 

1'0

273

 

Pt =9,8l . (273 + t) ,

где t - средняя

температура газового

потока на расчетном участ­

ке, ОС;

1'0 - плотность газа,

принимают приближенио для

всех участков "0= 1,3 кг/м3 ;

ш,- скорость газового потока при его средней температуре:

 

O)t =

Vt

,

 

Fп Fжс·100·3600

где Fп -

площадь поперечного сечения печного канала, равная

 

Fп=6,54 м2 ; Fж о - живое сечение садки, %; для выбран­

L -

ного типа садкн Fж 0=58% [54].

 

длина расчетного участка, м

 

Расчет сопротивления садки в отдельных зонах све­

ден в табл. VII.31.

т а б л и ц а VII.31. Расчет сопротивления садки

 

 

 

 

 

~

 

 

 

 

 

 

 

U

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

... .

.....

 

~:g2

 

--

 

U

 

о;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.. ~

 

 

JJ

 

 

 

 

 

","

()

~ ...

~~ ~

 

 

~:2

 

"'!:!

 

ЗОНЫ

 

 

",о.

......

",,,,:::'

 

t;э

 

'"Sj....:a-

 

~ot

 

 

 

ot!;iu

t

о ..

 

0.'"

 

 

o.Ut::

 

 

 

=1»

 

g Co~

 

 

 

о

 

 

 

о"'"

 

 

 

 

 

'"

0.0

 

О'" U

~~~

 

00

 

о; -

 

5 ф ..

 

 

 

 

 

 

ё Е f2

 

:.:"'

 

 

 

 

 

 

 

8';g,.:

 

~=~

 

u~

 

~~

 

US:Z::

Остывания

,

 

 

110

 

0,0945

27000

 

1,98

 

20,8

 

45,7

 

 

 

 

 

 

Закала

·

 

350

 

0,0578

9500

 

0,7

 

7,7

 

01,33

Взвара

 

825

 

0,0023

22600

 

1,66

 

7,7

 

00,30

Подготовки

··

350

 

0,0945

40000

 

2,93

 

31,2

 

154,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого

·

-

/

-

/

-

 

-

 

67,4

/191,83

 

 

 

/

/

с учетом возрастания сопротивления садки в «косых» камерах (К-l,5) сопротивление садки принимаем H 1 =

= 191,83·1,5=288 Па.

Сопротивление дымового окна (<<очелка») И дымового клапана (<<конуса») рассчитывают по общей формуле

местных сопротивлений

 

 

 

ш2t

 

 

 

 

H=S-1't,

 

 

 

 

2g

 

где

6 -

коэффициент

местного сопротивления

(по литературным

 

 

данным [45]

~=4,5);

 

 

O)t -

скорость газового потока в сечении

дымового окна, м/с

 

 

 

Vt

 

 

 

 

шt=--~--

 

 

 

 

3600Ро nо

 

где

F о -

сечение дымового окна, м

 

213

По чертежу дымовое окно имеет ширину В и высоту h по 0,5 м.

Свод полуциркульный

 

 

 

 

 

 

.

 

ро= з,14.~,5,0,5+ (0,5 -

0,25) 0,5 = 0,22 м2;

ПО - количество открытых

дымовых

клапанов

в зоне подготовки,

равное 4.

 

 

 

 

 

 

 

 

Определяем скорость (01

и плотность УI газов:

 

 

 

 

 

40000

= 12,65 м/с;

ooJ = 3600·0,22.4

"t -

1

 

3

273

- О

 

5 кг/мЗ

,

 

,

• -

 

 

273 + 350 -

 

,

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

н =

4 5

12,65·12,35 = 267 Па

I!

'19,62

 

 

 

.

Сопротивление дымового канала. По литературным

данным [45], для дымового канала.

3-1

6=3,8-з- =2,53.

Размеры ДЫМОВQГО канала по чертежу В= 1,3 м; h=

= 1,25. Свод полуциркульный

рк =

3,14·1,3.1,3

+ 1,3(1.3-0,625) =

.

8

1,542м2,

Определяем скорость (i)t и плотность 'Vt газов~

40000

(Ot = 3600·1,52 = 7' 3 м'"с'

273

Yt = 1'3273 + 100 = 0,952 кгlм1

Тогда

7,3·7,3 Нз = 2,53 - = 687 Па.

19,62

Сопротивление соединительного канала. В этом кана­

ле газы совершают три поворота под прямыIM углом.

214

Принимаем по справочным данным [3] s= 1,3 ·3=3,9.

-Свод полуциркульный.

Ек =

3,14·1,2·1,2

 

 

 

8

+ 1,2(1,3-0,6) = 1,406

ма.

 

(j)t =

40000

= 7 ' 93 м/с',

 

 

 

3600·1,406

 

 

 

Н4 = 3,9

7,93·7,93

 

 

 

 

19,62 0,952 = 119

Па.

 

Сопротивление трения. В связи с небольшой протя,

женностью участков движения газов сопротивление тре­

'ния специальным расчетом не определяем и учитываем 10% надбавкой к сумме рассчитанных сопротивлений,

что составит

Н" = 0,1 (288 + 267 + 68,7 + 119) = 74,3 Па.

Суммарные потери статического давления состаВЯ1:

5

Нр = t=288+267+68,7+ 119+74,3=817Па,

1

С учетом температурной поправки расчетные потери

для подбора дымососа составят

н1 = Н

273 (t -

20) = 8 7 273+(100 -

20) = 1053 П

а.

р

р

273

1

273

 

Подачу дымососа С учетом 10% запаса принимаем:

/

V=40000·I,1 =44000 мЗ/ч.

По каталожным данным [46] принимаем к установке

.веНТИ,1Iятор СТД-57 N2 16.

Для подачи, равной 44000 м3/ч, динамическое дaВJIe­

иие по номограмме характеристики вентилятора СТД-57 l'-fu16 составляет 5,5 кг/м2, что соответствует 55 Па.

Полное расчетное давление

Нпол =817+55 =872 Па.

По той же номограмме находим частоту вращения и

коэффициент полезного действия на валу в'ентилятора n=400 об/мин: 'YJB=0,58. Мощность на валу электродви­

гателя определяют по формуле

N-

УН'р

-

3600.102fJв11п

tде f]1J - к. п. Д передачи, Для плоскоременной передачи Т)п=О,9.

Тогда

 

__

4400·1053·0,1

 

N

------'--- = 24,2 кВт.

 

 

3600·102·0,58·0,9

Установленную мощность электродвигателей опреде­

ляют

по формуле

 

 

Nу=КзN,

где Кз -

коэффициент запаса; по справочным данным [46] Кз=I,I;

 

 

Ny = 24,2·1,1 = 26,6 кВт.

Принимаем к установке электродвигатель типа

АО-82-6 с частотой вращения 980 об/мин.

§ 4. РАСЧЕТ ПЕЧИ ДЛЯ ОТЖИГА СТЕКЛОБЛОКОВ

При м е р. Рассчитать отжигательную печь для стек­

лоблоков производительностью до 25 т/сутки; топливо­

природный газ.

Содержание

1)Расчет режима отжига стеклоблоков.

2)Выбор типа печи и расчет ее производительности.

3)Расчет горения топлива. Температурный режим

работы печи.

4)Расчет расхода воздуха для разбавления дымовых

газов до принятой температуры.

5)Расчет расхода топлива на отжиг стеклоблоков решением тепловых балансов зон печи.

6)Расчет объема воздуха и дымовых газов в конце

отжига.

7)Расчет вытяжных устройств.

8)Подбор вентилятора и его характеристика.

1.Расчет режима отжига стеклоблоков

В расчете приняты стеклоблоки БК-194/98, квадрат­

ные (ГОСТ 9272-66), размером 194Х194Х98 мм; тол­ щина их стенок до 10 мм.

Состав стекла по массе

(%): Si0272,1;

СаО - 6,6;

MgO-4,1; А12Оз -l,7;

Na20-14,9;

SОз-0,4;

2Оз- 0,2.

Температура отжига: высшая 5550 С, низшая 4550 С.

21Q

После сварки полублоков блоки ПОсТупают в печь ОТ­

жига с температурой 5000 с. Расчет реЖима отжига не

приводим. Продолжительность отжига по зонам состав.

ляет: ,

нагрев от 500 до 5550 С '1:1 =4 мин;

выдержка при 5550 С '1:2=25 мин; отжиг (медленное охлаждение) ОТ 555 до 4550 С

'1:з=76 мин;

быстрое охлаждение от 455 до 600 С '1:4=40 мин.

Общая продолжительность отжига

'rобщ = 4 + 25 + 76 + 40 = 145 мин = 2.4 ч.

2. Выбор типа печи и расчет ее производительности

для отжига используют конвейерную муфельную

печь ПО-180; топливо - природный газ.

Размеры туннеля, м: длина 21,2, ширина 1,9 и высо­ та 0,34. Конвейер сетчатый общей длиной (с открытой

частью) 28,5 м и сеткой шириной 1,8 м. Скорость движе­

ния конвейера определяют по фоРмуле

о>к=-- ,

'rобщ

где lK -Длина конвейера (закрытая часть), м;

'1: - время отжига, ч;

21,2

О>К = -- = 8,85 мjч.

2,4

Рассчитываем длину зон:

'r

1= ооО>к,

где 't- время нахождения изделии в зоне, мин,

4

Зона нагрева .. . 11= 608,85=0,6 М

25

«выдержки .. . l2= 608,85=3,7 М

76

М (принимаем 11

М)

« отжига .. . lз= - 8,85= 11,6

60

 

 

40

«быстрого охлаждения .. . l4= 60 8,85=6 М

Вся длина конвейера составляе!

lобщ = 0,6+ 3,7 + 11 + 6= 21,3 М,

217

Расчеt производиtельности печи. На 1 м длинь1 коН­

вейера укладывают по ширине девять блоков. Механи­

ческий переставитель укладывает блоки равномерно по длине и ширине сетки на боковую поверхность вдоль /конвеЙера.

По длине при расстоянии между блоками 44 мм укла­

дывается 4,4 блока. Всего на 1,8 м2 сетки укладывается:

9·4,4=39,6 шт. Масса блока 2,8 кг. За 1 ч отжигается блоков

Рч = 39,6·2,8·8,85 = 980 кг.

За сутки отжигается блоков Рсут=980Х24=23720 кг, или 23,72 т. Производительность печи отжига ПО-180

нахОдится в пределах паспортных данных.

3. Расчет горения топлива. Температурный режим работы печи

р а с ч е т г о р е н и я т о п л и в а. Принят природный

газ Ставропольского месторождения с теплотой сгора­ ния QH=35500 кДж/м3• Расчетом предусмотрен избы-

tOC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

900

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80Q

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

600

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.... :/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"_

..

 

---...1...

 

 

IIPIJ

 

 

 

 

 

 

"-~-":.:-:-.:~- ,

,,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JOO

 

 

 

 

 

 

 

 

'.'

200

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'",.,

100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" ',.,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

*,3

 

 

 

1~3

 

 

Рис. VII.4.

Температурный

режим

печи для отжига стеклоблоков

J, 2, 11 - температуры соответственно дымовых газов, воздуха н режима отжига

218

т а о JI И Ц а VII.П. "'C1IeT f'01)eJПЩ'топлава

t-:)

ёQ

 

 

 

"'~

 

 

 

 

Расход

 

воздуха.

м'/м3

 

 

 

 

Выход дымовых газов при a=1.2 м'/м3

 

 

абы_А

 

~~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~~:a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

состав

 

"1:0

 

О. теоре-I

о. деАст-

IN, деАст,1Vа деАст-1 У. теоре-

СО.

IН,О

I

N.

 

 

О.

 

~Yд

 

I'ОПJlива. %

 

Q, -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

",'"

 

 

 

 

 

 

внтельный вителЬНЫЙI тическнА

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

8~

 

тический

 

витеJlьныА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CHc-98

 

0,98

 

 

1,96

 

!"ООХl,2'Х)

 

 

 

 

 

 

 

 

0,98

1,96

 

 

 

 

02дейст.-

 

2,94

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,38Х}

 

8,94+}

 

11 ,32:

 

 

 

 

]

 

 

-О2теор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~H6-0,4

 

0,004

 

 

0,014

 

 

 

Х3,76

 

+2,38

 

: 1,2

 

0,008

0,012

 

Из

 

 

 

 

0,02

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~

воздуха

 

 

 

 

 

 

 

СчН8-О,2

 

0,002

 

 

0,01

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,006

0,008

 

8.94

 

 

 

 

0,014

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО2-О.1

 

0,001

 

 

-

 

-

 

 

-

 

-

 

-

 

0,001

-

 

J

 

 

 

-

 

0,001

 

 

 

N,-1.3

 

0,013

 

 

-

 

-

 

 

-

 

-

 

-

 

-

-

 

 

0,013

 

 

-

 

Из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

воздуха

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8,94+0,40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

~-100

11

I

1,984

1

2,38

I

,

I

11,32

I

9,4

 

0,99511,981

 

8,953

 

I

0,40

I

12,33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8,94

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итого, %

8,07116,011

 

72,7

I

3,25

I

100